1.充分條件:如果p q,則p叫q的充分條件,原命題(或逆否命題)成立,命題中的條件是充分的,也可稱q是p的必要條件.
2.必要條件:如果q p,則p叫q的必要條件,逆命題(或否命題)成立,命題中的條件為必要的,也可稱q是p的充分條件.
3.充要條件:如果既有p q,又有q p,記作p q,則p叫做q的充分必要條件,簡稱充要條件,原命題和逆命題(或逆否命題和否命題)都成立,命題中的條件是充要的.
4.反證法:當(dāng)直接證明有困難時,常用反證法.
●點擊雙基
1.ac2>bc2是a>b成立的
A.充分而不必要條件B.充要條件
C.必要而不充分條件D.既不充分也不必要條件
解析:a>b ac2>bc2,如c=0.
答案:A
2.(2004年湖北,理4)已知a、b、c為非零的平面向量.甲:a?b=a?c,乙:b=c,則
A.甲是乙的充分條件但不是必要條件
B.甲是乙的必要條件但不是充分條件
C.甲是乙的充要條件
D.甲既不是乙的充分條件也不是乙的必要條件
解析:命題甲:a?b=a?c a?(b-c)=0 a=0或b=c.
命題乙:b=c,因而乙 甲,但甲 乙.
故甲是乙的必要條件但不是充分條件.
答案:B
3.(2004年浙江,8)在△ABC中,“A>30°”是“sinA> ”的
A.充分而不必要條件B.必要而不充分條件
C.充分必要條件D.既不充分也不必要條件
解析:在△ABC中,A>30° 0<sinA<1 sinA> ,sinA> 30°<A<150°
A>30°.∴“A>30°”是“sinA> ”的必要不充分條件.
答案:B
4.若條件p:a>4,q:5<a<6,則p是q的______________.
解析:a>4 5<a<6,如a=7雖然滿足a>4,但顯然a不滿足5<a<6.
答案:必要不充分條件
5.(2005年春季上海,16)若a、b、c是常數(shù),則“a>0且b2-4ac<0”是“對任意x∈R,有ax2+bx+c>0”的
A.充分不必要條件B.必要不充分條件
C.充要條件D.既不充分也不必要條件
解析:若a>0且b2-4ac<0,則對任意x∈R,有ax2+bx+c>0,反之,則不一定成立.如a=0,b=0且c>0時,也有對任意x∈R,有ax2+bx+c>0.因此應(yīng)選A.
答案:A
●典例剖析
【例1】使不等式2x2-5x-3≥0成立的一個充分而不必要條件是
A.x<0B.x≥0
C.x∈{-1,3,5}D.x≤- 或x≥3
剖析:∵2x2-5x-3≥0成立的充要條件是x≤- 或x≥3,∴對于A當(dāng)x=- 時 2x2-5x-3≥0.同理其他也可用特殊值驗證.
答案:C
【例2】求證:關(guān)于x的方程ax2+bx+c=0有一根為1的充分必要條件是a+b+c=0.
證明:(1)必要性,即“若x=1是方程ax2+bx+c=0的根,則a+b+c=0”.
∵x=1是方程的根,將x=1代入方程,得a?12+b?1+c=0,即a+b+c=0.
(2)充分性,即“若a+b+c=0,則x=1是方程ax2+bx+c=0的根”.
把x=1代入方程的左邊,得a?12+b?1+c=a+b+c.∵a+b+c=0,∴x=1是方程的根.
綜合(1)(2)知命題成立.
深化拓展
求ax2+2x+1=0(a≠0)至少有一負根的充要條件.
證明:必要性:
(1)方程有一正根和一負根,等價于
a<0.
(2)方程有兩負根,等價于
0<a≤1.
綜上可知,原方程至少有一負根的必要條件是a<0或0<a≤1.
充分性:由以上推理的可逆性,知當(dāng)a<0時方程有異號兩根;當(dāng)0<a≤1時,方程有兩負根.故a<0或0<a≤1是方程ax2+2x+1=0至少有一負根的充分條件.
答案:a<0或0<a≤1.
【例3】下列說法對不對?如果不對,分析錯誤的原因.
(1)x2=x+2是x =x2的充分條件;
(2)x2=x+2是x =x2的必要條件.
解:(1)x2=x+2是x =x2的充分條件是指x2=x+2 x =x2.
但這里“ ”不成立,因為x=-1時,“ ”左邊為真,但右邊為假.得出錯誤結(jié)論的原因可能是應(yīng)用了錯誤的推理:x2=x+2 x= x2=x .
這里推理的第一步是錯誤的(請同學(xué)補充說明具體錯在哪里).
(2)x2=x+2是x =x2的必要條件是指x =x2 x2=x+2.
但這里“ ”不成立,因為x=0時,“ ”左邊為真,但右邊為假.得出錯誤結(jié)論的原因可能是用了錯誤的推理:x =x2 =x x+2=x2.
這里推理的第一步是錯誤的(請同學(xué)補充說明具體錯在哪里).
評述:此題的解答比較注重邏輯推理.事實上,也可以從真值集合方面來分析:x2=x+2的真值集合是{-1,2},x =x2的真值集合是{0,2},{-1,2} {0,2},而{0,2} {-1,2},所以(1)(2)兩個結(jié)論都不對.
●闖關(guān)訓(xùn)練
夯實基礎(chǔ)
1.(2004年重慶,7)已知p是r的充分不必要條件,s是r的必要條件,q是s的必要條件,那么p是q成立的
A.充分不必要條件B.必要不充分條件
C.充要條件D.既不充分也不必要條件
解析:依題意有p r,r s,s q,∴p r s q.但由于r p,∴q p.
答案:A
2.(2003年北京高考題)“cos2α=- ”是“α=kπ+ ,k∈Z”的
A.必要不充分條件B.充分不必要條件
C.充分必要條件D.既不充分又不必要條件
解析:cos2α=- 2α=2kπ± α=kπ± .
答案:A
3.(2005年海淀區(qū)第一學(xué)期期末練習(xí))在△ABC中,“A>B”是“cosA<cosB”的
A.充分不必要條件B.必要不充分條件
C.充要條件D.既不充分也不必要條件
解析:在△ABC中,A>B cosA<cosB(余弦函數(shù)單調(diào)性).
答案:C
4.命題A:兩曲線F(x,y)=0和G(x,y)=0相交于點P(x0,y0),命題B:曲線F(x,y)+λG(x,y)=0(λ為常數(shù))過點P(x0,y0),則A是B的__________條件.
答案:充分不必要
5.(2004年北京,5)函數(shù)f(x)=x2-2ax-3在區(qū)間[1,2]上存在反函數(shù)的充分必要條件是
A.a∈(-∞,1]B.a∈[2,+∞)
C.α∈[1,2]D.a∈(-∞,1]∪[2,+∞)
解析:∵f(x)=x2-2ax-3的對稱軸為x=a,∴y=f(x)在[1,2]上存在反函數(shù)的充要條件為[1,2] (-∞,a]或[1,2] [a,+∞),即a≥2或a≤1.
答案:D
6.已知數(shù)列{an}的前n項和Sn=pn+q(p≠0且p≠1),求數(shù)列{an}成等比數(shù)列的充要條件.
分析:先根據(jù)前n項和公式,導(dǎo)出使{an}為等比數(shù)列的必要條件,再證明其充分條件.
解:當(dāng)n=1時,a1=S1=p+q;
當(dāng)n≥2時,an=Sn-Sn-1=(p-1)?pn-1.
由于p≠0,p≠1,∴當(dāng)n≥2時,{an}是等比數(shù)列.要使{an}(n∈N*)是等比數(shù)列,則 =p,即(p-1)?p=p(p+q),∴q=-1,即{an}是等比數(shù)列的必要條件是p≠0且p≠1且q=-1.
再證充分性:
當(dāng)p≠0且p≠1且q=-1時,Sn=pn-1,
an=(p-1)?pn-1, =p(n≥2),
∴{an}是等比數(shù)列.
培養(yǎng)能力
7.(2004年湖南,9)設(shè)集合U={(x,y)|x∈R,y∈R},A={(x,y)2x-y+m>0},B={(x,y)x+y-n≤0},那么點P(2,3)∈A∩( UB)的充要條件是
A.m>-1,n<5B.m<-1,n<5
C.m>-1,n>5D.m<-1,n>5
解析:∵ UB={(x,y)|n<x+y},將P(2,3)分別代入集合A、B取交集即可.∴選A.
答案:A
8.已知關(guān)于x的一元二次方程mx2-4x+4=0,①
x2-4mx+4m2-4m-5=0.②
求使方程①②都有實根的充要條件.
解:方程①有實數(shù)根的充要條件是Δ1=(-4)2-16m≥0,即m≤1;
方程②有實數(shù)根的充要條件是Δ2=(4m)2-4(4m2-4m-5)≥0,即m≥- .
∴方程①②都有實數(shù)根的充要條件是- ≤m≤1.
9.已知a、b、c是互不相等的非零實數(shù).
求證:三個方程ax2+2bx+c=0,bx2+2cx+a=0,cx2+2ax+b=0至少有一個方程有兩個相異實根.
證明:反證法:
假設(shè)三個方程中都沒有兩個相異實根,
則Δ1=4b2-4ac≤0,Δ2=4c2-4ab≤0,Δ3=4a2-4bc≤0.
相加有a2-2ab+b2+b2-2bc+c2+c2-2ac+a2≤0,
(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2≤0.①
由題意a、b、c互不相等,∴①式不能成立.
∴假設(shè)不成立,即三個方程中至少有一個方程有兩個相異實根.
探究創(chuàng)新
10.若x、y、z均為實數(shù),且a=x2-2y+ ,b=y2-2z+ ,c=z2-2x+ ,則a、b、c中是否至少有一個大于零?請說明理由.
解:假設(shè)a、b、c都不大于0,即a≤0,b≤0,c≤0,則a+b+c≤0.
而a+b+c=x2-2y+ +y2-2z+ +z2-2x+ =(x-1)2+(y-1)2+(z-1)2+π-3,
∵π-3>0,且無論x、y、z為何實數(shù),(x-1)2+(y-1)2+(z-1)2≥0,
∴a+b+c>0.這與a+b+c≤0矛盾.因此,a、b、c中至少有一個大于0.
●思悟小結(jié)
1.要注意一些常用的“結(jié)論否定形式”,如“至少有一個”“至多有一個”“都是”的否定形式是“一個也沒有”“至少有兩個”“不都是”.
2.證明充要性要從充分性、必要性兩個方面來證明.
●教師下載中心
點睛
1.掌握常用反證法證題的題型,如含有“至少有一個”“至多有一個”等字眼多用反證法.
2.強調(diào)反證法的第一步,要與否命題分清.
3.要證明充要性應(yīng)從充分性、必要性兩個方面來證.
拓展題例
【例題】指出下列命題中,p是q的什么條件.
(1)p:0<x<3,q:x-1<2;
(2)p:(x-2)(x-3)=0,q:x=2;
(3)p:c=0,q:拋物線y=ax2+bx+c過原點.
解:(1)p:0<x<3,q:-1<x<3.p是q的充分但不必要條件.
(2)p q,q p.p是q的必要但不充分條件.
(3)p是q的充要條件.
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相關(guān)閱讀:第十二章立體幾何(高中數(shù)學(xué)競賽標準教材)