要判断条件p是结论q的充分必要条件,或必要不充分条件,或充分不必要条件,或既不充分也不必要条件,除要对命题“若p则q”和“若q则p”的真假进行正确判断之外,还要掌握一些常用的方法与技巧。对初学者来说有些条件的判断是有一定难度的,下面谈谈四种条件的判断方法。
一、定义法
由“四种条件”的定义可知:判断条件p是结论q的什么条件,实际上就是判断或
的正确与否。只要运用题目中所给的条件和相关的数学知识加以判断即可。而对于抽象命题的判断,则只有将题中所给的逻辑关系画出示意图,再利用定义进行判断。
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. 既不充分也不必要条件
分析:“若p则q”是原命题,可知:①原命题真而逆命题不真,则p是q的充分不必要条件;②原命题不真而逆命题真,则p是q的必要不充分条件;③原命题、逆命题都真,则p是q的充要条件;④原命题、逆命题都不真,则p是q的既不充分也不必要条件。
解析:命题中条件p是“”,结论q是“”。若,则
且
(即),这说明“
且
”是“”的充分条件。
若,则
,
适合上式,但
,可见由
且
推不出
,这说明“”不是“且”的必要条件。故应选A。
二、集合法
如果从命题的条件和结论之间的关系来判断有困难时,有时可以从集合的角度来考虑,尤其是所研究的条件p与q表示两数集时,这种方法就更显优越性。记条件p、q对应的集合为A、B,即:
,
。
①若,则p是q的充分条件,q是p的必要条件;②若
,则p是q的充分不必要条件,q是p的必要不充分条件;③若A=B,则p是q的充要条件;④若
,且
,则p是q的既不充分也不必要条件。
上述命题的逆命题也是正确的。
例2、是否存在实数m,使“”是“”的充分条件?如果存在,求出m的取值范围。是否存在实数m,使“”是“”的必要条件?如果存在,求出m的取值范围。
分析:充要条件反映了命题间相互推导的逻辑关系,同时也是集合之间关系的一种反映。如,则A中的元素是属于B的充分条件,B中的元素是属于A的必要条件。本题将“若p则q”的判断转换成两集合之间的一种包含关系,从而使问题便于判断。
解析:设p:,q:
。
条件p对应的集合
,条件q对应的集合B={x|
-2>0}=
。
若
成立,则必有,在数轴上表示两集合的关系易知
,可得。于是时,,即。故存在,使“”是“”的充分条件。
若p是q的必要条件,则必有成立,即要
,这样不可能。
故不存在实数m,使“”是“”的必要条件。
三、等价法
利用与
;
;
的等价关系,对于条件或结论是不等关系(否定式)的命题,一般运用等价法。
例3、已知p:
,q:
(m>0),且p是q的必要不充分条件,求实数m的取值范围。
分析:本题充分利用互为逆否的两个命题的等价性进行转换,从而得到q是p的必要不充分条件,又根据“四种条件”的定义将其转化为p是q的充分不必要条件,再利用集合关系顺利求解。
解析:由p是q的必要不充分条件,即
,可得
。
可知q是p的必要不充分条件,则p是q的充分不必要条件。
由,得
(m>0)。
∴q:
又由,得
。
∴p:
。
又p是q的充分不必要条件,知
∴
,解得不等式组的解为
故所求实数m的取值范围是
。
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