2019秋人教A版高中数学必修4(课件+课时分层作业):1 (3)
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课时分层作业(三) 充分条件与必要条件(建议用时:60分钟)[基础达标练]一、选择题1.已知集合A ={1,a },B ={1,2,3},则“a =3”是“A ⊆B ”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A [∵A ={1,a },B ={1,2,3},A ⊆B ,∴a ∈B 且a ≠1,∴a =2或3,∴“a =3”是“A ⊆B ”的充分不必要条件.]2.设a ,b 均为单位向量,则“|a -3b |=|3a +b |”是“a ⊥b ”的( )A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件 C [|a -3b |=|3a +b |⇔|a -3b |2=|3a +b |2⇔a 2-6a ·b +9b 2=9a 2+6a ·b +b 2⇔2a 2+3a ·b -2b 2=0,又∵|a |=|b |=1,∴a ·b =0⇔a ⊥b ,故选C.]3.函数f (x )=x 2+mx +1的图象关于直线x =1对称的充要条件是( )A .m =-2B .m =2C .m =-1D .m =1 A [由函数f (x )=x 2+mx +1的图象关于直线x =1对称可得-m 2=1,即m =-2,且当m =-2时,函数f (x )=x 2+mx +1的图象关于直线x =1对称,故选A.]4.设p 是q 的充分不必要条件,r 是q 的必要不充分条件.s 是r 的充要条件,则s 是p 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B [由题可知,p ⇒q ⇒r ⇔s ,则p ⇒s ,s p ,故s 是p 的必要不充分条件.] 5.若x >2m 2-3是-1<x <4的必要不充分条件,则实数m 的取值范围是( )A .[-3,3]B .(-∞,-3]∪[3,+∞)C .(-∞,-1]∪[1,+∞)D .[-1,1]D [由x >2m 2-3是-1<x <4的必要不充分条件得(-1,4)(2m 2-3,+∞),所以2m2-3≤-1,解得-1≤m ≤1,故选D.]二、填空题 6.设集合A ={x |x (x -1)<0},B ={x |0<x <3},那么“m ∈A ”是“m ∈B ”的________条件(填“充分不必要”“必要不充分”“充要”或“既不充分也不必要”).充分不必要 [A ={x |x (x -1)<0}={x |0<x <1}B ,所以“m ∈A ”是“m ∈B ”的充分不必要条件.]7.“a >0”是“函数y =ax 2+x +1在(0,+∞)上单调递增”的________条件.充分不必要 [当a >0时,y =a ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +12a 2+1-14a ,在⎝ ⎛⎭⎪⎫-12a ,+∞上单调递增,因此在(0,+∞)上单调递增,故充分性成立.当a =0时,此时y =x +1 在R 上单调递增,因此在(0,+∞)上单调递增.故必要性不成立.综上,“a >0”是“函数y =ax 2+x +1在(0,+∞)上单调递增”的充分不必要条件.]8.若p :x (x -3)<0是q :2x -3<m 的充分不必要条件,则实数m 的取值范围是________.[3,+∞) [由x (x -3)<0得0<x <3,由2x -3<m 得x <12(m +3), 由p 是q 的充分不必要条件知{x |0<x <3}⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪x <12(m +3), 所以12(m +3)≥3,解得m ≥3.] 三、解答题9.已知p :-4<x -a <4,q :(x -2)(x -3)<0,且q 是p 的充分条件,求a 的取值范围.[解] 设q 、p 表示的范围分别为集合A 、B ,则A =(2,3),B =(a -4,a +4).因q 是p 的充分条件,则有A ⊆B ,即⎩⎪⎨⎪⎧a -4≤2,a +4≥3,所以-1≤a ≤6 ,即a 的取值范围为[-1,6].10.已知数列{a n }的前n 项和S n =(n +1)2+c ,探究数列{a n }是等差数列的充要条件.[解] 当{a n }是等差数列时,∵S n =(n +1)2+c ,∴当n ≥2时,S n -1=n 2+c ,∴a n =S n -S n -1=2n +1,∴a n +1-a n =2为常数.又a 1=S 1=4+c ,∴a 2-a 1=5-(4+c )=1-c .∵{a n }是等差数列,∴a 2-a 1=2,∴1-c =2,∴c =-1.反之,当c =-1时,S n =n 2+2n ,可得a n =2n +1(n ∈N *),∴{a n }为等差数列,∴{a n }为等差数列的充要条件是c =-1.[能力提升练]1.下面四个条件中,使a >b 成立的充分不必要条件是( )A .a ≥b +1B .a >b -1C .a 2>b 2D .a 3>b 3A [由a ≥b +1>b ,从而a ≥b +1⇒a >b ;反之,如a =4,b =3.5,则4>3.54≥3.5+1,故a >b a ≥b +1,故A 正确.]2.一元二次方程ax 2+2x +1=0(a ≠0)有一个正根和一个负根的充分不必要条件是( )A .a <0B .a >0C .a <-1D .a <1C [一元二次方程ax 2+2x +1=0(a ≠0)有一个正根和一个负根的充要条件是1a<0,即a <0,则充分不必要条件的范围应是集合{a |a <0}的真子集,故选C.]3.设m ,n 为非零向量,则“存在负数λ,使得m =λn ”是“m ·n <0”的________条件. 充分不必要 [∵m =λn ,∴m ·n =λn ·n =λ|n |2.∴当λ<0,n ≠0时,m ·n <0. 反之,由m ·n =|m ||n |cos 〈m ,n 〉<0⇔cos 〈m ,n 〉<0⇔〈m ,n 〉∈⎝ ⎛⎦⎥⎤π2,π, 当〈m ,n 〉∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π时,m ,n 不共线. 故“存在负数λ,使得m =λn ”是“m ·n <0”的充分不必要条件.]4.已知f (x )是R 上的增函数,且f (-1)=-4,f (2)=2,设P ={x |f (x +t )<2},Q ={x |f (x )<-4},若“x ∈P ”是“x ∈Q ”的充分不必要条件,则实数t 的取值范围是________.(3,+∞) [因为f (x )是R 上的增函数,f (-1)=-4,f (x )<-4,f (2)=2,f (x +t )<2,所以x <-1,x +t <2,x <2-t .又因为“x ∈P ”是“x ∈Q ”的充分不必要条件, 所以2-t <-1,即t >3.]5.已知数列{a n }的前n 项和S n =p n +q (p ≠0且p ≠1),求证:数列{a n }为等比数列的充要条件为q =-1.[证明] 充分性:因为q =-1,所以a 1=S 1=p -1. 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=p n -1(p -1),显然,当n =1时,也成立.因为p ≠0,且p ≠1,所以a n +1a n =p n (p -1)p n -1(p -1)=p , 即数列{a n }为等比数列,必要性:当n =1时,a 1=S 1=p +q .当n ≥2时,a n =S n -S n -1=pn -1(p -1).因为p ≠0,且p ≠1, 所以a n +1a n =p n (p -1)p n -1(p -1)=p . 因为{a n }为等比数列,所以a 2a 1=a n +1a n =p ,即p 2-p p +q=p . 所以-p =pq ,即q =-1.所以数列{a n }为等比数列的充要条件为q =-1.。