2020_2021学年新教材高中数学第一章集合与常用逻辑用语1

申明敬告: 本站不保证该用户上传的文档完整性,不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。

文档介绍

2020_2021学年新教材高中数学第一章集合与常用逻辑用语1

1.4.2  充要条件 必备知识 · 自主学习 充要条件 (1) 定义 命题真假 “ 若 p ,则 q” 和它的逆命题都是真命题 推出关系 既有 p⇒q ,又有 q⇒p ,记作 ____ 条件关系 p 既是 q 的充分条件,也是 q 的必要条件 名称 p 是 q 的 _________ 条件,简称为 _____ 条件 p⇔q 充分必要 充要 (2) 本质:当原命题、逆命题都是真命题时,命题的条件和结论互为充要条件,是等价的 . (3) 应用:充要条件是数学中非常重要的概念,应用充要条件可以从不同的角度来理解、刻画很多数学内容 . 【 思考 】 命题按条件和结论的充分性、必要性可分哪几类? 提示: ①充分必要条件 ( 充要条件 ) ,即 p⇒q 且 q⇒p. ② 充分不必要条件,即 p⇒q 且 q p. ③ 必要不充分条件,即 p q 且 q⇒p. ④ 既不充分又不必要条件,即 p q 且 q p. 【 基础小测 】 1. 辨析记忆 ( 对的打“√”,错的打“ ×”) (1) 两个三角形相似的充要条件是两个三角形的三边对应成比例 . (    ) (2)“p 是 q 的充要条件”与“ p 的充要条件是 q” 表达的意义相同 . (    ) (3) 若 p 是 q 的充要条件, q 是 r 的充要条件,则 p 是 r 的充要条件 . (    ) 提示: (1)√. 由三角形相似的判定和性质可知 . (2)×.p 是 q 的充要条件说明 p 是条件, q 是结论 . p 的充要条件是 q 说明 q 是条件, p 是结论 . (3)√. 因为 p⇔q , q⇔r ,所以 p⇔r ,所以 p 是 r 的充要条件 . 2.“x=1” 是“ x 2 -2x+1=0” 的 (    )     A. 充要条件 B. 充分而不必要条件 C. 必要而不充分条件 D. 既不充分也不必要条件 【 解析 】 选 A. 当 x=1 时, x 2 -2x+1=0 成立, 由 x 2 -2x+1=0 ,解得 x=1 ,所以 “ x=1 ” 是 “ x 2 -2x+1=0 ” 的充要条件 . 3.( 教材二次开发:例题改编 ) 设四边形 ABCD 的两条对角线为 AC , BD ,则“四边形 ABCD 为菱形”是“ AC⊥BD” 的 (    ) A. 充分不必要条件 B. 充要条件 C. 必要不充分条件 D. 既不充分也不必要条件 【 解析 】 选 A. “ 四边形 ABCD 为菱形 ” ,则 “ AC⊥BD ” ;而 “ AC⊥BD ” 时 “ 四边形 ABCD 不一定为菱形 ” ,所以 “ 四边形 ABCD 为菱形 ” 是 “ AC⊥BD ” 的充分不必要条件 . 关键能力 · 合作学习 类型一 定义法判断充分条件、必要条件 ( 逻辑推理 ) 【 题组训练 】 1.(2020· 营口高一检测 ) 设 a , b∈R ,则“ (a-b)a 2 <0” 是“ a0 C.a 2 +b 2 =0 D.a 2 +b 2 >0 3. 下列各题中,哪些 p 是 q 的充要条件? (1)p : x≠0 , q : x+|x|>0. (2)p : a , b∈R , |a-b|=|a|+|b| , q : a , b∈R , ab<0. (3)p : x 1 , x 2 是方程 x 2 +5x-6=0 的两个实数根, q : x 1 +x 2 =-5. (4)p : A⊆B , q : A∩B=A. 【 解析 】 1. 选 A. 由 “ (a-b)a 2 <0 ” 一定可得出 “ a0 ,则 a , b 不同时为零; a , b 中至少有一个不为零,则 a 2 +b 2 >0. 3.(1) 因为由 x≠0 推不出 x+|x|>0 ,如 x=-1 时, x+|x|=0 ,所以 p q , 所以 p 不是 q 的充要条件 . (2) 由 |a-b|=|a|+|b| ,两边平方得 a 2 -2ab+b 2 =a 2 +2|ab|+b 2 ,即 |ab|=-ab , 得 ab≤0 ,即 “ |a-b|=|a|+|b| ” 等价于 “ ab≤0 ” , 所以 p q ,所以 p 不是 q 的充要条件 . (3) 当 x 1 =-1 , x 2 =-4 时, x 1 +x 2 =-5 ,而 -1 , -4 不是方程 x 2 +5x-6=0 的两根 . 所以 q p ,所以 p 不是 q 的充要条件 . (4) 由 A⊆B ,得 A∩B=A ;反过来,由 A∩B=A ,且 (A∩B)⊆B ,得 A⊆B , 因此 “ A⊆B ” 是 “ A∩B=A ” 成立的充要条件,即 p 是 q 的充要条件 . 【 解题策略 】 定义法判断充分条件、必要条件 (1) 确定谁是条件,谁是结论; (2) 尝试从条件推结论,若条件能推出结论,则条件是结论的充分条件,否则条件就不是结论的充分条件; (3) 尝试从结论推条件,若结论能推出条件,则条件是结论的必要条件,否则条件就不是结论的必要条件 . 【 补偿训练 】    下列各题中,哪些 p 是 q 的充要条件? (1)p : x 2 =3x+4 ; q : x= . (2)p : a 是自然数; q : a 是正数 . (3)p : a=1 ; q : a 的倒数是其本身 . (4)p :点 P(2-a , 3a-2) 到两坐标轴距离相等; q : a=1 或 a=0. 【 解析 】 (1) 当 x=-1 时, x 2 =3x+4 , 但是 x= 成立的条件是 x≥0 , 所以 p q ,所以 p 不是 q 的充要条件 . (2)0 是自然数,但是 0 不是正数, 所以 p q ,所以 p 不是 q 的充要条件 . (3) 倒数是其本身的有 ±1 , 所以 q p ,所以 p 不是 q 的充要条件 . (4) 当 a=1 时,点 P(1 , 1) 到两坐标轴距离相等, 当 a=0 时,点 P(2 , -2) 到两坐标轴距离相等, 当点 P(2-a , 3a-2) 到两坐标轴距离相等时, |2-a|=|3a-2| ,解得 a=1 或 a=0. 所以 p⇔q ,所以 p 是 q 的充要条件 . 类型二 充要条件的证明 ( 逻辑推理 ) 【 典例 】 求证:方程 mx 2 -2x+3=0 有两个同号不相等实根的充要条件是 0a , q : x>3. (1) 若 p 是 q 的必要不充分条件,求 a 的取值范围 . (2) 若 p 是 q 的充分不必要条件,求 a 的取值范围 . (3) 若 a 是方程 x 2 -6x+9=0 的根,判断 p 是 q 的什么条件 . 【 思路导引 】 将 p 与 q 的条件关系转换为相应集合的关系,求 a 的取值范围 . 【 解析 】 设 A={x|x>a} , B={x|x>3}. (1) 若 p 是 q 的必要不充分条件,则有 B A ,所以 a<3. (2) 若 p 是 q 的充分不必要条件,则有 A B ,所以 a>3. (3) 因为方程 x 2 -6x+9=0 的根是 3 ,所以 a=3 ,于是有 A=B ,所以 p 是 q 的充要条件 . 【 变式探究 】 将本题条件改为“ p : |x|≤2 , q : x≤a” ,第 (2) 问如何解答? 【 解析 】 设 A={x||x|≤2} , B={x|x≤a} , 则 A={x|-2≤x≤2} , 若 p 是 q 的充分不必要条件,则有 A B ,所以 a≥2. 【 解题策略 】 从集合的角度判断充分条件、必要条件和充要条件 p : A={x|p(x) 成立 } , q : B={x|q(x) 成立 }. 【 题组训练 】 1.(2020· 辽阳高一检测 )“00) , q :实数 x 满足 23 ,解得 m>3. 答案: {m|m>3} 4.“ 反比例函数 y= 的图象与函数 y=x 的图象没有公共点”的充要条件是“ k∈A” ,则集合 A=_____.  【 解析 】 分 k>0 和 k<0 两种情况分别画出反比例函数 y= 与函数 y=x 的图象,如图所示, 由图可知,若它们的图象没有公共点,则 k<0 ,即符合题意的集合 A={ k|k<0}. 答案 { k|k<0} 5. 下列各题中,哪些 p 是 q 的充要条件? (1)p :同旁内角互补, q :两直线平行; (2)p : x 2 =y 2 , q : x+y=0 ; (3)p : m<-2 , q :方程 x 2 -x-m=0 无实根 . (4)p : A∩B=A , q : ∁ U B⊆ ∁ U A ; 【 解析 】 (1) 两直线平行,同旁内角互补是真命题,此命题的逆命题也是 真命题,所以 p⇔q , 所以 p 是 q 的充要条件 . (2) 由 x 2 =y 2 可推出 x+y=0 ,或 x-y=0 ,推不出 x+y=0 ,所以 p 不是 q 的充要条件 . (3) 方程 x 2 -x-m=0 无实根等价于 Δ=1-4×(-m)<0 ,所以 m<- . m<-2⇒m<- , m<- m<-2 , 所以 p 不是 q 的充要条件 . (4) 画出 Venn 图 ( 如图 ) 可得 . A∩B=A⇔A⊆B⇔ ∁ U A⊇ ∁ U B ,故 p 是 q 的充要条件 . 充分条件与 必要条件 核心知识 方法总结 易错提醒 核心素养   ( 2 )集合法 :A⊆B, A 是 B 的充分条件, B⊆A, A 是 B 的必要条件 . ( 1 )判断条件之间的关系时要注意条件之间关系的方向 ( 2 )证明充要条件时,要分清哪个是条件,哪个是结论 逻辑推理:通过充分条件、必要条件的判断与证明,培养逻辑推理的核心素养 充分条件 必要条件 充要条件 判断与证明 应用
查看更多