高中数学教学论文 怎样判断和证明有关充要条件问题 苏教版选修2-1

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怎样判断和证明有关充要条件问题
判断充要条件常用下面三种方法:
1.定义法:通过定义借助于推出方向判断.
2.等价法:利用原命题与其逆否命题等价,逆命题与其否命题等价来判断;对于条件或结论是不等关系的命题,一般运用等价法.
3.利用集合间的包含关系判断,若A B ⊆,则A 是B 的充分条件或B 是A 的必要条件;若A B =,则A 是B 的充要条件.
例1.(1)下列四组条件中,甲是乙的充分不必要条件的是( ).
A .甲:a >b ;乙:1a <1b
B .甲:ab <0;乙:||a b +<||a b -
C .甲:a b =;乙:a b +=.甲:0101a b <<⎧⎨
<<⎩;乙:0211a b a b <+<⎧⎨-<-<⎩ (2)2253x x --<0的一个必要不充分条件是( ).
A . 1-<x <6<
B . 12-<x <3
C . 12-<x <0
D . 2-<x <12
(3)设命题甲:0<x <5;命题乙:|2|x -<3.则命题甲是命题乙的( ).
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
(4)设抛物线2
:P y x bx c =++及直线:1L y x =+, P 的顶点坐标为2
4(,)24b c b --,则“2
44
c b -<12b -+”是“P 与L 有两个公共点”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
(5)若k R ∈,则“k >3”是“方程22
133
x y k k -=-+表示双曲线”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
解析:(1)D .命题A 、C 不是充分条件;命题B 是充要条件.
(2)A .利用集合间的包含关系判断.
(3)A .利用集合间的包含关系判断.
(4)A .由2
44
c b -<12b -+知顶点与坐标原点在同侧,且开口向上,故P 与L 有两个公共点.
(5)A .“方程22
133
x y k k -=-+表示双曲线”等价于(3)(3)k k +->0,等价于k >3或k <3-. 例2.(1)已知a ,b 为任意平面向量,有下列命题:①||||a b =;②22a b =;③2||a a b =⋅,其中可作为a b =的必要不充分条件的命题是( ).
A .①②
B .②③
C .①②③
D .①
(2)已知a ,b ,c 为非零的平面向量,甲:a b a c ⋅=⋅;乙:b c =,则( ).
A .甲是乙的充分不必要条件
B .甲是乙的必要不充分条件
C .甲是乙的充要条件
D .甲是乙的既不充分也不必要条件
解析:(1)C .由a b =能推出①②③,反之不行.
(2)B .由甲推不出乙,因为数量积运算不满足消去律.
例3.(1)在ABC ∆中,“A >30︒”是“sin A >
12
”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
(2)如果α,β是实数,那么“αβ≠”是tan tan αβ≠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
解析:(1)B .注意“在ABC ∆中”这个条件,否则是既不充分也不必要条件.
(2)D .可举反例.
例4.(1)关于x 的方程()2214320k x kx k +++-=的两根同号的充要条件是( ). A . 1k <-或k ≥
23
B . 21k -<<-
C .2-≤1k <-或23<k ≤1
D .2-≤k ≤1 (2)已知数列{}n a ,那么“对任意的*n N ∈,点(,)n n P n
a 都在直线21y x =+上”是“{}n a 为等差数列”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
解析:(1)C .判别式大于等于0且两根之积大于0.(2)A .由21n a n =+知“{}n a 为等差数列”;反之不成立.
例5.(1)已知p :|52|x ->3,q :2145
x x +-≥0,试判断p ⌝是q ⌝的什么条件.
(2)已知p 是r 的充分条件,而r 是q 的必要条件,同时又是s 的充分条件,q 是s 的必要条件,试判断①s 是p 的什么条件;②p 是q 的什么条件;③其中有哪几对条件互为充要条件?
解析:(1)p ⌝:15
-
≤x ≤1;q ⌝:5-≤x ≤1,从而可判定p ⌝是q ⌝的充分不必要条件. (2)p r ⇒,q r ⇒,r s ⇒,s q ⇒,∴p r s q r ⇒⇒⇒⇒.
①由p s ⇒知:s 是p 的必要条件;②由p q ⇒知:p 是q 的充分条件;③其中r 与s ,r 与q ,s 与q 三对互为充要条件. 例6.已知a ,b ,c 均为正数,求证:3333a b c abc ++=的充要条件是a b c ==.
证明:充分性:若a b c ==,显然3333a b c abc ++=成立.
必要性:若3333a b c abc ++=,即33330a b c abc ++-=,
则222()[()()()]0a b c a b b c c a ++-+-+-=,因为0a b c ++≠,所以a b c ==.
故3333a b c abc ++=的充要条件是a b c ==.
例7.求方程210x kx ++=与2
0x x k ++=有一个公共根的充要条件.
解析:22100x kx x x k ⎧++=⎪⎨++=⎪⎩⇔222()100x x x x x x k ⎧--+=⎪⎨++=⎪⎩⇔22(1)(1)00x x x x x k ⎧++-=⎪⎨++=⎪⎩12x k =⎧⇔⎨=-⎩ 所以两方程与有一个公共根的充要条件是2k =-.
例8.已知2:45p x x --≤0,:|3|q x -<a (a >0),
若p 是q 的充分不必要条件,求a 的范围.. 解析:设A ={245x x --≤0}={|1x -≤x ≤5},{|3B x a =-+<x <3}a +,因为p 是q 的充
分不必要条件,从而有A B ⊂,故3135a a -+<-⎧⎨+>⎩,解得a >4.。