高中数学人教B版 (2019)必修 第一册1.2.3 充分条件、必要条件课文内容课件ppt
展开1.理解充要条件的概念.
2.能够判定条件的充分、必要、充要性.
3.会进行简单的充要条件的证明.
同学们,上节课,我们学习了充分条件与必要条件,让我们知道了导致结论成立的条件可能不唯一,同样的条件也可能得出不同的结论,但生活中还有一些实例,比如:“人不犯我,我不犯人,人若犯我,我必犯人”,像这种条件和结论唯一的结构,其实在我们数学上,也有很多类似的问题,让我们一探究竟吧!
充分不必要、必要不充分、充要条件的判断
问题 下列“若p,则q”形式的命题中,哪些命题是真命题?那么条件和结论互换后,命题的真假又是怎样的呢?你能用充分条件与必要条件的知识解释它们之间的关系吗?(1)若两个三角形的两角和其中一角所对的边分别相等,则这两个三角形全等;(2)若两个三角形全等,则这两个三角形的周长相等;(3)若一元二次方程ax2+bx+c=0有两个不相等的实数根,则ac<0;(4)若A∪B是空集,则A与B均是空集.
提示 上述命题中的命题(1)(4)是真命题,条件和结论互换后仍是真命题;命题(2)是真命题,但条件和结论互换后是假命题;命题(3)是假命题,但条件和结论互换后是真命题.
1.一般地,如果p⇒q且 ,则称p是q的充分不必要条件.2.如果 且q⇒p,则称p是q的必要不充分条件.3.如果 且 ,则称p是q的充分必要条件,简称为 条件,记作 .
1.判断方法:①确定哪个是条件,哪个是结论;②尝试用条件推结论;③再尝试用结论推条件;④最后判断条件是结论的什么条件.2.存在p既不是q的充分条件,也不是q的必要条件,例:p:x>0,q:|x|>1.
判断下列各题中,p是q的什么条件.(1)设二次函数y=ax2+bx+c(a≠0),p:二次函数的图像开口向上,q:a>0;
对于二次函数y=ax2+bx+c(a≠0),其图像开口向上⇔a>0,∴p是q的充要条件.
(2)p:实数a能被6整除,q:实数a能被3整除;
∵p⇒q,q⇏p,∴p是q的充分不必要条件.
(3)若a,b∈R,p:a2+b2=0,q:a=b=0;
若a2+b2=0,则a=b=0,即p⇒q;若a=b=0,则a2+b2=0,即q⇒p,故p⇔q,∴p是q的充要条件.
(4)p:△ABC有两个角相等,q:△ABC是正三角形.
∵p⇏q,q⇒p,∴p是q的必要不充分条件.
判断充分不必要条件、必要不充分条件及充要条件的四种方法(1)定义法:直接判断“若p,则q”以及“若q,则p”的真假.(2)集合法:即利用集合的包含关系判断.(3)等价法:即利用p⇔q与q⇔p的等价关系,对于条件和结论是否定形式的命题,一般运用等价法.(4)传递法:充分条件和必要条件具有传递性,即由p1⇒p2⇒…⇒pn,可得p1⇒pn;充要条件也有传递性.
(1)(多选)在下列四个结论中,正确的有A.设x∈R,“x>1”是“x>2”的必要不充分条件B.在△ABC中,“AB2+AC2=BC2”是“△ABC为直角三角形”的充要 条件C.“a2>b2”是“a>b”的充分不必要条件D.若a,b∈R,则“a2+b2≠0”是“a,b不全为0”的充要条件
对于结论A,∵x>2⇒x>1,但x>1⇏x>2,故A正确;对于结论B,由于不知道斜边,所以不是充要条件;C显然不正确;对于结论D,由a2+b2≠0⇒a,b不全为0,反之,由a,b不全为0⇒a2+b2≠0,故D正确.
(2)(多选)设计如图所示的四个电路图,p:“开关S闭合”;q:“灯泡L亮”,则p是q的充要条件的电路图是
由题意知,电路图A中,开关S闭合,灯泡L亮,而灯泡L亮,开关S不一定闭合,故A中p是q的充分不必要条件;电路图B中,开关S闭合,灯泡L亮,且灯泡L亮,则开关S闭合,故B中p是q的充要条件;电路图C中,开关S闭合,灯泡L不一定亮,灯泡L亮则开关S一定闭合,故C中p是q的必要不充分条件;电路图D中,开关S闭合则灯泡L亮,灯泡L亮则开关S闭合,故D中p是q的充要条件.
求证:关于x的方程ax2+bx+c=0(a≠0)有一个根为1的充要条件是a+b+c=0.
充分性:因为a+b+c=0,所以c=-a-b,代入方程ax2+bx+c=0(a≠0),得ax2+bx-a-b=0,即(x-1)(ax+a+b)=0.所以方程ax2+bx+c=0(a≠0)有一个根为1.必要性:因为方程ax2+bx+c=0(a≠0)有一个根为1,所以x=1满足方程ax2+bx+c=0(a≠0).所以a×12+b×1+c=0,即a+b+c=0.故关于x的方程ax2+bx+c=0(a≠0)有一个根为1的充要条件是a+b+c=0.
充要条件的证明思路一般地,证明“p成立的充要条件为q”:(1)充分性:把q当作已知条件,结合命题的前提条件,推出p;(2)必要性:把p当作已知条件,结合命题的前提条件,推出q.
求证:关于x的方程ax2+bx+c=0(a≠0),有一正根和一负根的充要条件是ac<0.
必要性:由于方程ax2+bx+c=0(a≠0)有一正根和一负根,
所以方程ax2+bx+c=0(a≠0)有两个不相等的实根,且两根异号,即方程ax2+bx+c=0(a≠0)有一正根和一负根.故关于x的方程ax2+bx+c=0(a≠0)有一正根和一负根的充要条件是ac<0.
已知a+b≠0,求a2+b2-a-b+2ab=0成立的充要条件.
由a2+b2-a-b+2ab=0,即a2+b2-a-b+2ab=(a+b)2-(a+b)=(a+b-1)(a+b)=0,又∵a+b≠0,∴a+b-1=0,即a+b=1等价于a2+b2-a-b+2ab=0.∴在a+b≠0的条件下,a2+b2-a-b+2ab=0成立的充要条件是a+b=1.
探求充要条件的两种方法(1)先寻找必要条件,即将探求充要条件的对象视为结论,寻找使之成立的条件;再证明此条件是该对象的充分条件,即从充分性和必要性两方面说明.(2)将原命题进行等价变形或转换,直至获得其成立的充要条件,探求的过程同时也是证明的过程,因为探求过程每一步都是等价的,所以不需要将充分性和必要性分开来证.
求方程x2+kx+1=0与x2+x+k=0有一个公共实根的充要条件.
所以两方程有一个公共实根的充要条件为k=-2.
1.知识清单: (1)充分不必要条件、必要不充分条件和充要条件的判断. (2)充要条件的证明. (3)充要条件的探求.2.方法归纳:等价转化.3.常见误区:条件和结论辨别不清.
1.(多选)已知四边形ABCD,则“A,B,C,D四点共圆”成立的充要条件是A.∠A+∠C=180° B.∠A+∠B=180°C.∠B+∠D=180° D.∠C+∠D=180°
2.如果A是B的必要不充分条件,B是C的充要条件,D是C的充分不必要条件,那么A是D的A.必要不充分条件B.充分不必要条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件
由条件知D⇒C⇔B⇒A,即D⇒A,但A⇏D.
3.设A,B,C是三个集合,则“A∩B=A∩C”是“B=C”的A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件
由A∩B=A∩C,不一定有B=C,反之,由B=C,一定可得A∩B=A∩C.∴“A∩B=A∩C”是“B=C”的必要不充分条件.
4.设a,b,c分别是△ABC的三条边,且a≤b≤c,则“a2+b2=c2”是“△ABC为直角三角形”的A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件
设a,b,c分别是△ABC的三条边,且a≤b≤c,则a2+b2=c2⇔△ABC为直角三角形.
5.在平面直角坐标系中,点(x,1-x)在第一象限的充要条件是________.
由题意可得x>0且1-x>0,解得0
x2-1≠0⇔x≠1且x≠-1,因为“x≠-1”是“x≠1且x≠-1”的必要不充分条件,所以“x≠-1”是“x2-1≠0”的必要不充分条件.
2.函数y=x2+mx+1的图像关于直线x=1对称的充要条件是A.m=-2 B.m=2C.m=-1 D.m=1
3.已知p:“x=2”,q:“x-2= ”,则p是q的A.充分不必要条件 B.必要不充分条件C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
由q可推出p,必要性成立,反之,由p可推出q,即充分性成立.所以p是q的充要条件.
4.(多选)设U是全集,A,B是U的两个子集,则“A∩B=A”的充要条件是A.A⊆B B.B⊆AC.∁UA⊇∁UB D.∁UA⊆∁UB
由A∩B=A可知A⊆B,反过来A⊆B,则A∩B=A,对C来说,实际上也是A⊆B.
5.(多选)下列命题中是真命题的是A.“x>2且y>3”是“x+y>5”的充要条件B.“x>1”是“|x|>0”的充分不必要条件C.“b2-4ac<0”是“f(x)=ax2+bx+c(a≠0)的函数值恒小于0”的充要 条件D.“三角形的三边满足勾股定理”的充要条件是“此三角形为直角三 角形”.
A,“x>2且y>3”是“x+y>5”的充分不必要条件.B,“x>1”是“|x|>0”的充分不必要条件.C,“b2-4ac<0”是“f(x)=ax2+bx+c(a≠0)的函数值恒小于0”的必要不充分条件.D,三角形的三边满足勾股定理⇒此三角形为直角三角形,三角形为直角三角形⇒此三角形的三边满足勾股定理,故BD是真命题.
6.王安石在《游褒禅山记》中写道“世之奇伟、瑰怪,非常之观,常在于险远,而人之所罕至焉,故非有志者不能至也”,请问“有志”是到达“奇伟、瑰怪,非常之观”的_____________条件.
非有志者不能至,意思是“能至”一定“有志”,但“有志”也不一定“能至”,故“有志”是“能至”的必要不充分条件.
8.已知集合A={x||x|≤4,x∈R},B={x|x≤a},则“A⊆B”是“a<5”的___________________条件.(填“充分不必要”“必要不充分”“充要”“既不充分也不必要”)
因为|x|≤4⇔-4≤x≤4,所以A={x|-4≤x≤4}.又A⊆B,所以a≥4.又“a≥4”是“a<5”的既不充分也不必要条件.
9.已知p,q都是r的必要条件,s是r的充分条件,q是s的充分条件,那么:(1)s是q的什么条件?
∵q是r的必要条件,∴r⇒q.∵s是r的充分条件,∴s⇒r,∴s⇒r⇒q,又∵q是s的充分条件,∴q⇒s.∴s是q的充要条件.
(2)r是q的什么条件?
由r⇒q,q⇒s⇒r,知r是q的充要条件.
(3)p是q的什么条件?
∵p是r的必要条件,∴r⇒p,∴q⇒r⇒p.又p能否推出q未知,∴p是q的必要条件.
又由x>y,得y-x<0,所以xy>0.(2)充分性:由xy>0及x>y,
11.“a< ”是“一元二次方程x2-x+a=0有实数解”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
当一元二次方程x2-x+a=0有实数解,则Δ≥0,
12.(多选)设全集为U,在下列条件中,是B⊆A的充要条件的为A.A∪B=A B.(∁UA)∩B=∅C.(∁UB)⊆(∁UA) D.A∪(∁UB)=U
由Venn图可知,ABD都是充要条件.
13.m=1是函数y= 为二次函数的___________条件,y= 为二次函数是m=3的___________条件.
当m=1时,函数y=x2为二次函数.反之,当函数为二次函数时,m2-4m+5=2,即m=3或m=1,所以m=1是函数y= 为二次函数的充分不必要条件.y= 为二次函数是m=3的必要不充分条件.
14.一次函数y=kx+b(k≠0)的图像不过第三象限的充要条件是__________.
如图所示,要使一次函数y=kx+b(k≠0)不过第三象限,则需k<0且b≥0.
15.记实数x1,x2,…,xn中的最大数为max{x1,x2,…,xn},最小数为min{x1,x2,…,xn}.已知△ABC的三边边长为a,b,c(a≤b≤c),定义它的倾斜度为l= ,则“l=1”是“△ABC为等边三角形”的A.必要不充分条件B.充分不必要条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件
当△ABC是等边三角形时,a=b=c,
∴“l=1”是“△ABC为等边三角形”的必要条件.
得b=c或b=a,可知△ABC为等腰三角形,而不能推出△ABC为等边三角形.∴“l=1”不是“△ABC为等边三角形”的充分条件.
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