2025版高考数学一轮复习第1章集合与常用逻辑用语第2节充分条件与必要条件教学案含解析理

PAGE1-其次节充分条件与必要条件[考纲传真]1.通过对典型数学命题的梳理、理解充分条件，必要条件的意义、理解充分条件与判定定理、必要条件与性质定理的关系.2.理解充要条件的意义，理解数学定义与充要条件的关系．充分条件、必要条件与充要条件若p⇒q，则p是q的充分条件，q是p的必要条件p是q的充分不必要条件p⇒q且qpp是q的必要不充分条件pq且q⇒pp是q的充要条件p⇔qp是q的既不充分也不必要条件pq且qpeq\o([常用结论])1．充分条件、必要条件的两个结论(1)若p是q的充分不必要条件，q是r的充分不必要条件，则p是r的充分不必要条件；(2)若p是q的充分不必要条件，则q是p的必要不充分条件．2．充分条件、必要条件与集合的关系p成立的对象构成的集合为A，q成立的对象构成的集合为Bp是q的充分条件A⊆Bp是q的必要条件B⊆Ap是q的充分不必要条件ABp是q的必要不充分条件BAp是q的充要条件A＝B[基础自测]1．(思索辨析)推断下列结论的正误．(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)q是p的必要条件时，p是q的充分条件． ()(2)若p是q的充要条件，则命题p和q是两个相互等价的命题． ()(3)q不是p的必要条件时，“pq”成立． ()[答案](1)√(2)√(3)√2．“θ＝0”是“sinθ＝0”的()A．充分不必要条件B．必要不充分条件C．既是充分条件，也是必要条件D．既不充分也不必要条件[答案]A3．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＝3时，A＝{1,3}，明显A⊆B.但A⊆B时，a＝2或3.∴“a＝3”是“A⊆B”的充分不必要条件．]4．设p：x＜3，q：－1＜x＜3，则p是q成立的()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[x＜3－1＜x＜3，但－1＜x＜3⇒x＜3，因此p是q的必要不充分条件，故选B.]5．已知A⊆B，则“x∈A”是“x∈B”的________条件，“x∈B”是“x∈A”的________条件．[答案]充分必要 充分条件、必要条件的推断【例1】(1)(2024·北京高考)设a，b，c，d是非零实数，则“ad＝bc”是“a，b，c，d成等比数列”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(2)设集合M＝{x|0＜x≤3}，N＝{x|0＜x≤2}，那么“m∉M”是“m∉N”的()A．充分而不必要条件 B．必要而不充分条件C．充要条件 D．既不充分也不必要条件(1)B(2)A[(1)a，b，c，d是非零实数，若ad＝bc，则eq\f(b,a)＝eq\f(d,c)，此时a，b，c，d不肯定成等比数列；反之，若a，b，c，d成等比数列，则eq\f(a,b)＝eq\f(c,d)，所以ad＝bc，所以“ad＝bc”是“a，b，c，d成等比数列”的必要而不充分条件，故选B.(2)条件与结论都是否定形式，可转化为推断“m∈N”是“m∈M”的什么条件．由NM知，“m∈N”是“m∈M”的充分不必要条件，从而“m∉M”是“m∉N”的充分不必要条件，故选A.][规律方法]充分条件和必要条件的两种推断方法1定义法：可依据以下三个步骤进行①确定条件p是什么，结论q是什么；②尝试由条件p推结论q，由结论q推条件p；③确定条件p和结论q的关系.2集合法：依据p，q成立时对应的集合之间的包含关系进行推断.易错警示：推断条件之间的充要关系要留意条件之间的语句描述，比如正确理解“p的一个充分不必要条件是q”应是“q推出p，而p不能推出q”.(1)(2024·天津高考)设x∈R，则“x3＞8”是“|x|＞2”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)设a∈R，则“a＝4”是“直线l1：ax＋8y－8＝0与直线l2：2x＋ay－a＝0平行”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(1)A(2)D[(1)由x3＞8可得x＞2，从而|x|＞2成立，由|x|＞2可得x＞2或x＜－2，从而x3＞8不肯定成立．因此“x3＞8”是“|x|＞2”的充分不必要条件，故选A.(2)∵当a≠0时，eq\f(a,2)＝eq\f(8,a)＝eq\f(－8,－a)⇒直线l1与直线l2重合，∴无论a取何值，直线l1与直线l2均不行能平行，当a＝4时，l1与l2重合．故选D.]充分条件、必要条件的探求及证明【例2】(1)对于直线m，n和平面α，β，使m⊥α成立的一个充分条件是()A．m⊥n，n∥α B．m∥β，β⊥αC．m⊥β，n⊥β，n⊥α D．m⊥n，n⊥β，β⊥αC[对于选项C，因为m⊥β，n⊥β，所以m∥n，又n⊥α，所以m⊥α，故选C.](2)已知x，y都是非零实数，且x＞y，求证：eq\f(1,x)＜eq\f(1,y)的充要条件是xy＞0.[证明]法一：充分性：由xy＞0及x＞y，得eq\f(x,xy)＞eq\f(y,xy)，即eq\f(1,x)＜eq\f(1,y).必要性：由eq\f(1,x)＜eq\f(1,y)，得eq\f(1,x)－eq\f(1,y)＜0，即eq\f(y－x,xy)＜0.因为x＞y，所以y－x＜0，所以xy＞0.所以eq\f(1,x)＜eq\f(1,y)的充要条件是xy＞0.法二：eq\f(1,x)＜eq\f(1,y)⇔eq\f(1,x)－eq\f(1,y)＜0⇔eq\f(y－x,xy)＜0.由条件x＞y⇔y－x＜0，故由eq\f(y－x,xy)＜0⇔xy＞0.所以eq\f(1,x)＜eq\f(1,y)⇔xy＞0，即eq\f(1,x)＜eq\f(1,y)的充要条件是xy＞0.[规律方法]充要条件的证明1证明p是q的充要条件，既要证明命题“p⇒q”为真，又要证明“q⇒p”为真，前者证明的是充分性，后者证明的是必要性.2证明充要条件，即说明原命题和逆命题都成立，要留意“p是q的充要条件”与“p的充要条件是q”这两种说法的差异，分清哪个是条件，哪个是结论.(1)不等式x(x－2)＜0成立的一个必要不充分条件是()A．x∈(0,2) B．x∈[－1，＋∞)C．x∈(0,1) D．x∈(1,3)B[由x(x－2)＜0得0＜x＜2，因为(0,2)[－1，＋∞)，所以“x∈[－1，＋∞)”是“不等式x(x－2)＜0成立”的一个必要不充分条件．](2)求证：关于x的方程ax2＋bx＋c＝0有一个根是1的充要条件是a＋b＋c＝0.[证明]必要性：∵x＝1是方程ax2＋bx＋c＝0的根，∴a·12＋b·1＋c＝0，即a＋b＋c＝0.充分性：由a＋b＋c＝0，得c＝－a－b.∵ax2＋bx＋c＝0，∴ax2＋bx－a－b＝0，即a(x2－1)＋b(x－1)＝0.故(x－1)(ax＋a＋b)＝0.∴x＝1是方程的一个根．故方程ax2＋bx＋c＝0有一个根是1的充要条件是a＋b＋c＝0.充分条件、必要条件的应用【例3】(1)设命题p：(4x－3)2≤1，命题q：x2－(2m＋1)x＋m(m＋1)≤0，若p是q的充分不必要条件，则实数m的取值范围是()A.eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0，\f(1,2)))B.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，\f(1,2)))C．(－∞，0]∪eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，＋∞))D．(－∞，0)∪(0，＋∞)(2)“直线x－y－k＝0与圆(x－1)2＋y2＝2有两个不同的交点”的一个充分不必要条件可以是()A．－1≤k＜3 B．－1≤k≤3C．0＜k＜3 D．k＜－1或k＞3(1)A(2)C[(1)由(4x－3)2≤1得eq\f(1,2)≤x≤1，即p：eq\f(1,2)≤x≤1，由x2－(2m＋1)x＋m(m＋1)≤0得m≤x≤m＋1，即q：m≤x≤m＋1.由p是q的充分不必要条件，从而eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)≤x≤1)))){x|m≤x≤m＋1}．∴eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(m≤\f(1,2),m＋1≥1))，解得0≤m≤eq\f(1,2)，故选A.(2)“直线x－y－k＝0与圆(x－1)2＋y2＝2有两个不同的交点”的充要条件是eq\f(|1－k|,\r(2))＜eq\r(2)，即－1＜k＜3.故所求应是集合{k|－1＜k＜3}的一个子集，故选C.][规律方法]利用充要条件求参数的关注点1巧用转化求参数：把充分条件、必要条件或充要条件转化为集合之间的关系，然后依据集合之间的关系列出关于参数的不等式或不等式组求解.2端点取值慎取舍：在求参数范围时，要留意边界或区间端点值的检验，从而确定取舍.(1)若“x＞2m2－3”是“－1＜x＜4”的必要不充分条件，则实数m的取值范围是()A．[－1,1] B．[－1,0]C．[1,2]