1.4 充分条件与必要条件-高一数学上学期同步讲与练(人教A版必修第一册)(含答案)

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1.4 充分条件与必要条件-高一数学上学期同步讲与练(人教A版必修第一册)(含答案)

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1.4 充分条件与必要条件
一、充分条件与必要条件
“若p,则q”为真命题 “若p,则q”为假命题
推出关系 p q p q
条件关系 p是q的充分条件 q是p的必要条件 p不是q的充分条件 q不是p的必要条件
定理关系 判定定理给出了相应数学结论成立的充分条件 性质定理给出了相应数学结论成立的必要条件
【注意】
(1)前提p q,有方向,条件在前,结论在后;
(2)p是q的充分条件或q是p的必要条件;
(3)改变说法:“p是q的充分条件”还可以换成q的一个充分条件是p;
“q是p的必要条件”还可以换成“p的一个必要条件是q”.
二、充分必要条件与集合的关系
若条件p,q以集合的形式出现,即A={x|p(x)},B={x|q(x)},
则由A B可得,p是q的充分条件,
①若AB,则p是q的充分不必要条件;
②若A B,则p是q的必要条件;
③若AB,则p是q的必要不充分条件;
④若A=B,则p是q的充要条件;
⑤若A B且A B,则p是q的既不充分也不必要条件.
充分必要条件判断精髓:
小集合推出大集合,小集合是大集合的充分不必要条件,大集合是小集合的必要不充分条件;
若两个集合范围一样,就是充要条件的关系;
题型一 充分条件、必要条件的判断
【例1】是的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.即不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】首先,
其次或,则,
所以:是的充分不必要条件,故选A.
【变式1-1】已知,,则是的()
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
【答案】A
【解析】设命题:对应的集合为,
命题 :对应的集合为,
因为AB,所以命题 是命题的充分不必要条件.
【变式1-2】使得成立的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.或
【答案】B
【解析】由“”的充要条件为“或”,
对于选项A,C,“”,“”是“”
即不充分也不必要条件,即A,C不合题意;
对于选项B,“”的充要条件为“且”,
又“且”是“或”的充分不必要条件,
则“”是“”的一个充分不必要条件;
对于选项D,显然“且”是“”的充要条件,即D不合题意,故选:B.
【变式1-3】“三角形是等边三角形”是“三角形是等腰三角形”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】等边三角形是是等腰三角形,而等腰三角形不一定是等边三角形,
“三角形是等边三角形”是“三角形是等腰三角形”的充分不必要条件.故选:A
【变式1-4】“游客甲在烟台市”是“游客甲在山东省”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
【答案】A
【解析】因为烟台是山东省的一个地级市,
所以如果甲在烟台市,那么甲必在山东省,反之不成立,
故“游客甲在烟台市”是“游客甲在山东省”的充分不必要条件故选:A.
【变式1-5】华夏文明五千多年,孕育出璀璨的诗歌篇章,诗歌“黄沙百战穿金甲,不破楼兰终不还”一句引自王昌龄的《从军行七首(其四)》,楼兰,汉时西域国名.据《汉书》载:汉武帝时,曾使通大宛国,楼兰王阻路,攻截汉朝使臣.汉昭帝元凤四年(公元前77)霍光派傅介子去楼兰,用计斩杀楼兰王.唐时与吐蕃在此交战颇多,王昌龄诗中借用傅介子斩楼兰王典故,表明征战将士誓平边患的决心.那么,“不破楼兰终不还”中,“还”是“破楼兰”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
【答案】A
【解析】“还”能推出“破楼兰”,所以是充分条件,
“破楼兰”不一定能推出“还”,所以是不必要条件,
所以“还”是“破楼兰”的充分不必要条件,故选:A.
题型二 利用充分条件、必要条件求参数范围
【例2】若“”是““的充分不必要条件,则实数的取值范围是_____.
【答案】
【解析】因为“”是“”的充分不必要条件, ∴. 故答案为:.
【变式2-1】已知:或,:,若是的充分不必要条件,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设表示的集合为或,表示的集合为,
由是的充分不必要条件,可得是的真子集,利用数轴作图如下:
所以,故选:D.
【变式2-2】已知集合,,若“”是“”的必要不充分条件,求实数的取值范围
【答案】
【解析】因为“”是“”的必要不充分条件,所以,
当,即时,,满足;
当,即时,,解得,
综上所述:.
【变式2-3】已知P={x|a-4【答案】{a|-1≤a≤5}
【解析】因为“x∈P”是“x∈Q”的必要条件,所以Q P。
所以解得-1≤a≤5,
即a的取值范围是{a|-1≤a≤5}。
【变式2-4】设.
(1)若是的必要不充分条件,求的取值范围;
(2)若是的充分不必要条件,求的取值范围;
(3)若是方程的根,判断是的什么条件.
【解析】设.
(1)若是的必要不充分条件,则有,所以.
(2)若是的充分不必要条件,则有,所以.
(3)因为方程的根为3,则有,
所以是的充要条件.
题型三 充分性与必要性的证明
【例3】已知,求证:的充要条件是.
【答案】见解析
【解析】证明必要性:
因为,所以.
所以

证明充分性:
因为,
即,
又,所以且.
因为,所以,即.
综上可得当时,的充要条件是.
【变式3-1】求证:关于的方程有一个根为的充要条件是.
【答案】证明见解析
【解析】充分性:,,
代入方程得,即.
关于的方程有一个根为;
必要性:方程有一个根为,满足方程,
,即.
故关于的方程有一个根为的充要条件是.
【变式3-2】设a,b,.求证:,,的充要条件是,,.
【答案】证明见解析
【解析】(必要性)由,,,显然有,,.
(充分性)用反证法:假设,,不成立,
则a,b,c中至少有一个不大于0.
由a,b,c的对称性,不妨设
由得,从而由,得,即
故,于是.这与矛盾,于是假设不成立.
因此,,,.
【变式3-3】已知都是非零实数,且,求证:的充要条件是.
【答案】见解析
【解析】必要性:由,得,即,
又由,得,所以.
充分性:由及,得,即.
综上所述,的充要条件是1.4 充分条件与必要条件
一、充分条件与必要条件
“若p,则q”为真命题 “若p,则q”为假命题
推出关系 p q p q
条件关系 p是q的充分条件 q是p的必要条件 p不是q的充分条件 q不是p的必要条件
定理关系 判定定理给出了相应数学结论成立的充分条件 性质定理给出了相应数学结论成立的必要条件
【注意】
(1)前提p q,有方向,条件在前,结论在后;
(2)p是q的充分条件或q是p的必要条件;
(3)改变说法:“p是q的充分条件”还可以换成q的一个充分条件是p;
“q是p的必要条件”还可以换成“p的一个必要条件是q”.
二、充分必要条件与集合的关系
若条件p,q以集合的形式出现,即A={x|p(x)},B={x|q(x)},
则由A B可得,p是q的充分条件,
①若AB,则p是q的充分不必要条件;
②若A B,则p是q的必要条件;
③若AB,则p是q的必要不充分条件;
④若A=B,则p是q的充要条件;
⑤若A B且A B,则p是q的既不充分也不必要条件.
充分必要条件判断精髓:
小集合推出大集合,小集合是大集合的充分不必要条件,大集合是小集合的必要不充分条件;
若两个集合范围一样,就是充要条件的关系;
题型一 充分条件、必要条件的判断
【例1】是的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.即不充分也不必要条件
【变式1-1】已知,,则是的()
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
【变式1-2】使得成立的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.或
【变式1-3】“三角形是等边三角形”是“三角形是等腰三角形”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【变式1-4】“游客甲在烟台市”是“游客甲在山东省”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
【变式1-5】华夏文明五千多年,孕育出璀璨的诗歌篇章,诗歌“黄沙百战穿金甲,不破楼兰终不还”一句引自王昌龄的《从军行七首(其四)》,楼兰,汉时西域国名.据《汉书》载:汉武帝时,曾使通大宛国,楼兰王阻路,攻截汉朝使臣.汉昭帝元凤四年(公元前77)霍光派傅介子去楼兰,用计斩杀楼兰王.唐时与吐蕃在此交战颇多,王昌龄诗中借用傅介子斩楼兰王典故,表明征战将士誓平边患的决心.那么,“不破楼兰终不还”中,“还”是“破楼兰”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
题型二 利用充分条件、必要条件求参数范围
【例2】若“”是““的充分不必要条件,则实数的取值范围是_____.
【变式2-1】已知:或,:,若是的充分不必要条件,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式2-2】已知集合,,若“”是“”的必要不充分条件,求实数的取值范围
【变式2-3】已知P={x|a-4【变式2-4】设.
(1)若是的必要不充分条件,求的取值范围;
(2)若是的充分不必要条件,求的取值范围;
(3)若是方程的根,判断是的什么条件.
题型三 充分性与必要性的证明
【例3】已知,求证:的充要条件是.
【变式3-1】求证:关于的方程有一个根为的充要条件是.
【变式3-2】设a,b,.求证:,,的充要条件是,,.
【变式3-3】已知都是非零实数,且,求证:的充要条件是.

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