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1、湖南省長(zhǎng)沙市望城區(qū)白箬中學(xué)高三數(shù)學(xué)第二輪專題講座復(fù)習(xí):充要條件的理解及判定方法
高考要求
充分條件、必要條件和充要條件是重要的數(shù)學(xué)概念,主要用來(lái)區(qū)分命題的條件p和結(jié)論q之間的關(guān)系本節(jié)主要是通過(guò)不同的知識(shí)點(diǎn)來(lái)剖析充分必要條件的意義,讓考生能準(zhǔn)確判定給定的兩個(gè)命題的充要關(guān)系
重難點(diǎn)歸納
(1)要理解“充分條件”“必要條件”的概念當(dāng)“若p則q”形式的命題為真時(shí),就記作pq,稱p是q的充分條件,同時(shí)稱q是p的必要條件,因此判斷充分條件或必要條件就歸結(jié)為判斷命題的真假
(2)要理解“充要條件”的概念,對(duì)于符號(hào)“”要熟悉它的各種同義詞語(yǔ)“等價(jià)于”,“當(dāng)且僅當(dāng)”,“必須并且只需”,“……,反之
2、也真”等
(3)數(shù)學(xué)概念的定義具有相稱性,即數(shù)學(xué)概念的定義都可以看成是充要條件,既是概念的判斷依據(jù),又是概念所具有的性質(zhì)
(4)從集合觀點(diǎn)看,若AB,則A是B的充分條件,B是A的必要條件;若A=B,則A、B互為充要條件
(5)證明命題條件的充要性時(shí),既要證明原命題成立(即條件的充分性),又要證明它的逆命題成立(即條件的必要性)
典型題例示范講解
例1已知p|1-|≤2,q:x2-2x+1-m2≤0(m>0),若?p是?q的必要而不充分條件,求實(shí)數(shù)m的取值范圍
命題意圖 本題以含絕對(duì)值的不等式及一元二次不等式的解法為考查對(duì)象,同時(shí)考查了充分必要條件及四種命題中等價(jià)命題的應(yīng)用,強(qiáng)調(diào)了
3、知識(shí)點(diǎn)的靈活性
知識(shí)依托 本題解題的閃光點(diǎn)是利用等價(jià)命題對(duì)題目的文字表述方式進(jìn)行轉(zhuǎn)化,使考生對(duì)充要條件的難理解變得簡(jiǎn)單明了
錯(cuò)解分析 對(duì)四種命題以及充要條件的定義實(shí)質(zhì)理解不清晰是解此題的難點(diǎn),對(duì)否命題,學(xué)生本身存在著語(yǔ)言理解上的困難
技巧與方法 利用等價(jià)命題先進(jìn)行命題的等價(jià)轉(zhuǎn)化,搞清晰命題中條件與結(jié)論的關(guān)系,再去解不等式,找解集間的包含關(guān)系,進(jìn)而使問(wèn)題解決
解由題意知
命題若?p是?q的必要而不充分條件的等價(jià)命題即逆否命題為p是q的充分不必要條件
p:|1-|≤2-2≤-1≤2-1≤≤3-2≤x≤10
q:x2-2x+1-m2≤0[x-(1-m)][x-(1+m)]≤0 *
4、∵p是q的充分不必要條件,
∴不等式|1-|≤2的解集是x2-2x+1-m2≤0(m>0)解集的子集
又∵m>0
∴不等式*的解集為1-m≤x≤1+m
∴,∴m≥9,
∴實(shí)數(shù)m的取值范圍是[9,+∞
例2已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)Sn=pn+q(p≠0,p≠1),求數(shù)列{an}是等比數(shù)列的充要條件
命題意圖 本題重點(diǎn)考查充要條件的概念及考生解答充要條件命題時(shí)的思維的嚴(yán)謹(jǐn)性
知識(shí)依托 以等比數(shù)列的判定為主線,使本題的閃光點(diǎn)在于抓住數(shù)列前n項(xiàng)和與通項(xiàng)之間的遞推關(guān)系,嚴(yán)格利用定義去判定
錯(cuò)解分析 因?yàn)轭}目是求的充要條件,即有充分性和必要性兩層含義,考生很容易忽視充分性的證明
技巧與
5、方法 由an=關(guān)系式去尋找an與an+1的比值,但同時(shí)要注意充分性的證明
解a1=S1=p+q
當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=pn-1(p-1)
∵p≠0,p≠1,∴=p
若{an}為等比數(shù)列,則=p
∴=p,
∵p≠0,∴p-1=p+q,∴q=-1
這是{an}為等比數(shù)列的必要條件
下面證明q=-1是{an}為等比數(shù)列的充分條件
當(dāng)q=-1時(shí),∴Sn=pn-1(p≠0,p≠1),a1=S1=p-1
當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=pn-pn-1=pn-1(p-1)
∴an=(p-1)pn-1 (p≠0,p≠1)
=p為常數(shù)
∴q=-1時(shí),數(shù)列{an}為等比數(shù)
6、列即數(shù)列{an}是等比數(shù)列的充要條件為q=-1
例3已知關(guān)于x的實(shí)系數(shù)二次方程x2+ax+b=0有兩個(gè)實(shí)數(shù)根α、β,
證明|α|<2且|β|<2是2|a|<4+b且|b|<4的充要條件
證明(1)充分性由韋達(dá)定理,得|b|=|α·β|=|α|·|β|<2×2=4
設(shè)f(x)=x2+ax+b,則f(x)的圖象是開(kāi)口向上的拋物線
又|α|<2,|β|<2,∴f(±2)>0
即有4+b>2a>-(4+b)
又|b|<44+b>02|a|<4+b
(2)必要性
由2|a|<4+bf(±2)>0且f(x)的圖象是開(kāi)口向上的拋物線
∴方程f(x)=0的兩根α,β同在(-2,2)內(nèi)或無(wú)實(shí)
7、根
∵α,β是方程f(x)=0的實(shí)根,
∴α,β同在(-2,2)內(nèi),即|α|<2且|β|<2
例4 寫出下列各命題的否定及其否命題,并判斷它們的真假.
(1)若x、y都是奇數(shù),則x+y是偶數(shù);
(2)若xy=0,則x=0或y=0;
(3)若一個(gè)數(shù)是質(zhì)數(shù),則這個(gè)數(shù)是奇數(shù).
解:(1)命題的否定:x、y都是奇數(shù),則x+y不是偶數(shù),為假命題.
原命題的否命題:若x、y不都是奇數(shù),則x+y不是偶數(shù),是假命題.
(2)命題的否定:xy=0則x≠0且y≠0,為假命題.
原命題的否命題:若xy≠0,則x≠0且y≠0,是真命題.
(3)命題的否定:一個(gè)數(shù)是質(zhì)數(shù),則這個(gè)數(shù)不是奇數(shù),是假命題
8、.
原命題的否命題:若一個(gè)數(shù)不是質(zhì)數(shù),則這個(gè)數(shù)不是奇數(shù),為假命題.
學(xué)生鞏固練習(xí)
1函數(shù)f(x)=x|x+a|+b是奇函數(shù)的充要條件是( )
Aab=0 Ba+b=0 Ca=b Da2+b2=0
2 “a=1”是函數(shù)y=cos2ax-sin2ax的最小正周期為“π”的( )
A充分不必要條件 B必要不充分條件
C充要條件 D既非充分條件也不是必要條件
3 a=3是直線ax+2y+3a=0和直線3x+(a-1)y=a-7平行且不重合的___
4命題A兩曲線F(x,y)=0和G(x,y)=0相交于點(diǎn)P(x0,y0),命題B曲線F(x,y)+λ
9、G(x,y)=0(λ為常數(shù))過(guò)點(diǎn)P(x0,y0),則A是B的__________條件
5設(shè)α,β是方程x2-ax+b=0的兩個(gè)實(shí)根,試分析a>2且b>1是兩根α、β均大于1的什么條件?
6已知數(shù)列{an}、{bn}滿足bn=,求證數(shù)列{an}成等差數(shù)列的充要條件是數(shù)列{bn}也是等差數(shù)列
參考答案
1解析若a2+b2=0,即a=b=0,
此時(shí)f(-x)=(-x)|x+0|+0=-x·|x|=-(x|x+0|+b)=-(x|x+a|+b)=-f(x)
∴a2+b2=0是f(x)為奇函數(shù)的充分條件,又若f(x)=x|x+a|+b是奇函數(shù),即f(-x)=(-x)|(-x)+a|+b=-f
10、(x),則必有a=b=0,即a2+b2=0
∴a2+b2=0是f(x)為奇函數(shù)的必要條件
答案 D
2解析若a=1,則y=cos2x-sin2x=cos2x,此時(shí)y的最小正周期為π故a=1是充分條件,反過(guò)來(lái),由y=cos2ax-sin2ax=cos2ax故函數(shù)y的最小正周期為π,則a=±1,故a=1不是必要條件
答案 A
3解析當(dāng)a=3時(shí),直線l1:3x+2y+9=0;直線l2:3x+2y+4=0
∵l1與l2的A1∶A2=B1∶B2=1∶1,而C1∶C2=9∶4≠1,
即C1≠C2,∴a=3l1∥l2
答案 充要條件
4解析若P(x0,y0)是F(x,y)=0和G(x,y)
11、=0的交點(diǎn),
則F(x0,y0)+λG(x0,y0)=0,即F(x,y)+λG(x,y)=0,過(guò)P(x0,y0);
反之不成立
答案充分不必要
5解根據(jù)韋達(dá)定理得a=α+β,b=αβ
判定的條件是p:,結(jié)論是q:
(注意p中a、b滿足的前提是Δ=a2-4b≥0)
(1)由,得a=α+β>2,b=αβ>1,∴qp
(2)為證明pq,可以舉出反例取α=4,β=,它滿足a=α+β=4+>2,b=αβ=4×=2>1,但q不成立
綜上討論可知a>2,b>1是α>1,β>1的必要但不充分條件
6證明①必要性
設(shè){an}成等差數(shù)列,公差為d,∵{an}成等差數(shù)列
從而bn+1-bn=a1+n·d-a1-(n-1) d=d為常數(shù)
故{bn}是等差數(shù)列,公差為d
②充分性:
設(shè){bn}是等差數(shù)列,公差為d′,則bn=(n-1)d′
∵bn(1+2+…+n)=a1+2a2+…+nan ①
bn-1(1+2+…+n-1)=a1+2a2+…+(n-1)an ②
①-②得nan=bn-1
從而得an+1-an=d′為常數(shù),故{an}是等差數(shù)列
綜上所述,數(shù)列{an}成等差數(shù)列的充要條件是數(shù)列{bn}也是等差數(shù)列