■珠海市北京师范大学(珠海)附属高级中学 李建波
充分条件、必要条件是“常用逻辑用语”中的重点及难点,充分条件、必要条件题型在高考中也是高频率考点。因此本文例析五种常见的解题方法来处理此类题目,希望对同学们的备考能有所帮助。
“一般地,用p和q表示两个命题,若p⇒q,则p是q的充分条件;若q⇒p,则p是q的必要条件;若p⇔q,则p与q互为充要条件。”定义法就是借助这种推导关系来判断充分必要条件的。
例 1(2020年高考北京卷)已知α,β∈R,则“存在k∈Z使得α=kπ+(-1)kβ”是“sinα=sinβ”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)当存在k∈Z使得α=kπ+(-1)kβ时:
若k为偶数,则sinα=sin(kπ+β)=sinβ;
若k为奇数,则sinα=sin(kπ-β)=sin[ (k-1)π+π-β]=sin(π-β)=sinβ。
(2)当sinα=sinβ时,α=β+2mπ或α+β=π+2mπ,m∈Z,即α=kπ+(-1)k·β(k=2m)或α=kπ+(-1)kβ(k=2m+1),亦即存在k∈Z使得α=kπ+(-1)kβ。
综上可知,“存在k∈Z使得α=kπ+(-1)kβ”是“sinα=sinβ”的充要条件。
点评:与三角、向量有关的充要条件的判断,在分清条件和结论的基础上,必须坚持“双向推理”的原则,关键是先看由条件能否推出结论,再看由结论能否推出条件。能推出一定要说明原因,推不出一定要举出反例,只有这样才能避免出错。
两个命题成立的元素组成的集合(或图形)分别用p和q来表示,如果p⊆q,我们称p是q的充分条件;如果p⊇q,称p是q的必要条件;如果p=q,称p是q的充要条件。
例 2已知p:|x|≤1,|y|≤1,q:|x+y|+|x-y|≤2,则p是q的____条件。
解析:由题可知,|x|≤1,|y|≤1是以原点为中心,以边长为2的正方形内部区域(包含边界),如图1。
先讨论|x+y|+|x-y|≤2在第一象限内的情况:①当x>0,y>0,x≥y时,可得x≤1;②当x>0,y>0,x<y时,可得x≤1,因此,在第一象限内可得到如图2所示的图像区域。
根据对称性,可以得知两个区域完全一致,因此p是q的充要条件。
图1
图2
点评:集合或图像是一种诠释抽象数学概念的好方法,利用这种方法可以进一步加深同学们对充分必要条件概念的理解。
在数学中,若要判定一个命题是真命题,则需要给出严谨的证明;但要判定一个命题是假命题,只需要举出一个反例即可。巧取反例法就是举出反例判断是假命题。
例 3(2020年浙江模拟)设a,b>0,则“a>b”是“aa>bb”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:若即充分性不成立;
综上可知,“a>b”是“aa>bb”的既不充分也不必要条件。
点评:对于很难推导出的命题,可以尝试使用巧取反例法。
充分条件和必要条件都具有传递性,请看下面的例题。
例 4已知p是r的充分不必要条件,s是r的必要条件,q是s的必要条件,那么p是q的____条件。
解析:由题可得,p⇒r,r⇒s,s⇒q,所以p⇒r⇒s⇒q,故满足p是q的充分条件;但由r推导不出p,故不满足p是q的必要条件。
综上可知,p是q的充分不必要条件。
原命题如果很难判断真假时,可以利用原命题与逆否命题是等价关系,判断逆否命题的真假从而达到目的。
例 5若命题p:x≠3且y≠2,命题q:x+y≠5,则p是q的____条件。
解析:p是q的什么条件等价于¬q是¬p的什么条件,由题可得¬q:x+y=5,¬p:x=3或者y=2,很显然¬q是¬p的既不充分也不必要条件,故p是q的既不充分也不必要条件。