必要条件与充分条件

数学(北师大版) | 10年级

本课时借助命题的真假关系认识充分条件与必要条件,学会用推出关系判断条件的类型,为后续逻辑推理与证明奠定基础。

这一页讲的是必修第一册 第一章 预备知识里的「必要条件与充分条件」,教材要求做到:能由命题的真假写出相应的推出关系。它不是凭空出现的——要先会「集合的基本运算(第一章 预备知识)」、「预备知识」,这一页才读得顺。学完之后,它会直接支撑「充要条件与常用量词」。下面配了 8 道诊断题,其中基础 2 道、进阶 6 道,答案与解析全部公开;先自己做一遍,再对照解析找断点。

掌握标准

先修关系

先修 · 学这页之前先会集合的基本运算(第一章 预备知识预备知识本知识点必要条件与充分条件后续 · 学完接着学充要条件与常用量词

箭头从「先修」指向「本知识点」,再指向「后续」;点节点可跳到对应页面。

诊断题(共 8 道,答案与解析全公开)

第 1 题 基础

在实数范围内,条件「x > 2」是条件「x > 1」的

  1. 必要不充分条件
  2. 充要条件
  3. 充分不必要条件
  4. 既不充分也不必要条件
看答案与解析

答案:C

解析:由 x > 2 可以推出 x > 1,所以条件 x > 2 是 x > 1 的充分条件;但由 x > 1 不能推出 x > 2,例如 x 等于 1.5 时后者成立前者不成立,所以不是必要条件。故为充分不必要条件。

第 2 题 基础

若命题 p 是命题 q 的充分条件,则命题 q 是命题 p 的 ____ 条件。

看答案与解析

答案:必要

解析:p 是 q 的充分条件表示 p 成立必有 q 成立,换个角度看就是 q 不成立则 p 也不成立,即 q 是 p 成立所不可缺少的,所以 q 是 p 的必要条件。充分与必要是互相对偶的说法。

第 3 题 进阶

设 p 为 x = 1,q 为 x² = 1。p 对应的集合 A = {1},q 对应的集合 B = {1, −1},则 B 中不属于 A 的元素个数是____。

看答案与解析

答案:1

解析:B 有 2 个元素 1 与 −1,A 只有元素 1,因此 B 中不属于 A 的只有 −1 这一个,个数为 1。这也说明 A 包含于 B 而 B 不包含于 A,所以 p 是 q 的充分不必要条件。

第 4 题 进阶

「四边形是正方形」是「四边形的对角线互相垂直」的

  1. 必要不充分条件
  2. 充要条件
  3. 既不充分也不必要条件
  4. 充分不必要条件
看答案与解析

答案:D

解析:正方形是特殊的菱形,对角线一定互相垂直,所以由正方形可以推出对角线垂直,前半部分是充分条件。但对角线垂直的四边形未必是正方形,如一般菱形或筝形,推不出正方形,所以不是必要条件。结论是充分不必要条件。

第 5 题 进阶

在实数范围内,条件「a = 0」是条件「ab = 0」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)。

看答案与解析

答案:充分不必要

解析:当 a 等于 0 时,无论 b 取何值都有 ab 等于 0,所以条件是充分的。反过来,ab 等于 0 也可能因为 b 等于 0 而 a 不为 0,推不出 a 等于 0,所以不必要。故填充分不必要。

第 6 题 进阶

条件 p 为 x 是 2 的倍数,条件 q 为 x 是 4 的倍数。在 1 到 12 的正整数中,满足 p 但不满足 q 的数的个数是____。

看答案与解析

答案:3

解析:1 到 12 中 2 的倍数是 2、4、6、8、10、12,其中 4、8、12 也是 4 的倍数要去掉,剩下 2、6、10 共 3 个。这些数说明 p 成立时 q 未必成立,所以 p 不是 q 的充分条件。

第 7 题 挑战

判断在实数范围内「x > 3」是「x² > 9」的什么条件,并从充分性与必要性两个方面说明理由。

看答案与解析

答案:充分不必要条件

解析:充分性方面,当 x > 3 时 x 与 3 都是正数,由不等式性质平方得 x² > 9,所以条件是充分的。必要性方面,取 x 等于 −4,此时 x² 等于 16 大于 9 成立,但 x > 3 不成立,说明由 x² > 9 推不出 x > 3。因此「x > 3」是「x² > 9」的充分不必要条件。

第 8 题 挑战

设 A 由所有满足 1 < x < 3 的实数组成,B 由所有满足 x > 0 的实数组成,判断「x 属于 A」是「x 属于 B」的什么条件,并用集合的包含关系说明理由。

看答案与解析

答案:充分不必要条件

解析:A 对应的区间 (1, 3) 整段都在 B 对应的区间 (0, +∞) 内,所以 A 是 B 的子集。于是 x 属于 A 时必有 x 属于 B,充分性成立。反过来,取 x 等于 5,它属于 B 却不属于 A,说明必要性不成立。因此「x 属于 A」是「x 属于 B」的充分不必要条件。

课标对应

…通过对典型数学命题的梳理,理解必要条件的意义…

《课程标准》原文节选(mbs-2017:H.SD.02)

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