命题及其关系、充分条件与必要条件
【考点梳理】
1.命题
用语言、符号或式子表达的,可以判断真假的陈述句叫做命题,其中判断为真的语句叫做真命题,判断为假的语句叫做假命题.
2.四种命题及其相互关系
(1)四种命题间的相互关系
图121
(2)四种命题的真假关系
①两个命题互为逆否命题,它们有相同的真假性;
②两个命题互为逆命题或互为否命题,它们的真假性没有关系.
3.充分条件与必要条件
(1)如果p⇒q,则p是q的充分条件,q是p的必要条件.
(2)如果p⇔q,那么p与q互为充要条件.
(3)如果pq,且qp,则p是q的既不充分也不必要条件.
4.集合与充要条件
设集合A={x|x满足条件p},B={x|x满足条件q},则有:
(1)若A⊆B,则p是q的充分条件,若AB,则p是q的充分不必要条件.
(2)若B⊆A,则p是q的必要条件,若BA,则p是q的必要不充分条件.
(3)若A=B,则p是q的充要条件.
【考点突破】
考点一、四种命题的关系及其真假判断
【例1】 (1)命题“若x2-3x-4=0,则x=4”的逆否命题及其真假性为
( )
A.“若x=4,则x2-3x-4=0”为真命题
B.“若x≠4,则x2-3x-4≠0”为真命题
C.“若x≠4,则x2-3x-4≠0”为假命题
D.“若x=4,则x2-3x-4=0”为假命题
(2)原命题为“若z1,z2互为共轭复数,则|z1|=|z2|”,关于逆命题,否命题,逆否命题真假性的判断依次如下,正确的是( )
A.真,假,真 B.假,假,真
C.真,真,假 D.假,假,假
答案] (1)C (2)B
解析] (1)根据逆否命题的定义可以排除A,D,由x2-3x-4=0,得x=4或-1,所以原命题为假命题,所以其逆否命题也是假命题.
(2)由共轭复数的性质,原命题为真命题,因此其逆否命题也为真命题.
当z1=1+2i,z2=2+i时,显然|z1|=|z2|,但z1与z2不共轭,所以逆命题为假命题,从而它的否命题亦为假命题.
【类题通法】
1.已知原命题写出该命题的其他命题时,先要分清命题的条件与结论.特别注意的是,如果命题不是“若p,则q”形式的命题,需先改写为“若p,则q”的形式.
2.给出一个命题,要判断它是真命题,需经过严格的推理证明;而要说明它是假命题,只需举一反例即可.
3.由于原命题与其逆否命题的真假性相同,所以有时可以利用这种等价性间接地证明命题的真假.
【对点训练】
1. 原命题为“若<an,n∈N*,则{an}为递减数列”,关于其逆命题、否命题、逆否命题真假性的判断依次如下,正确的是( )
A.真,真,真 B.假,假,真
C.真,真,假 D.假,假,假
答案] A
解析] 由<an,得an+an+1<2an,即an+1<an.
所以当<an时,必有an+1<an,
则{an}是递减数列.
反之,若{an}是递减数列,必有an+1<an,
从而有<an.
所以原命题及其逆命题均为真命题,从而其否命题及其逆否命题也均是真命题.
考点二、充分条件与必要条件的判断
【例2】 (1)函数f(x)在x=x0处导数存在.若p:f′(x0)=0;q:x=x0是f(x)的极值点,则( )
A.p是q的充分必要条件
B.p是q的充分条件,但不是q的必要条件
C.p是q的必要条件,但不是q的充分条件
D.p既不是q的充分条件,也不是q的必要条件
(2)设x∈R,则“1<x<2”是“|x-2|<1”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
答案] (1)C (2)A
解析] (1)当f′(x0)=0时,x=x0不一定是f(x)的极值点,
比如,y=x3在x=0时,f′(0)=0,但在x=0的左右两侧f′(x)的符号相同,因而x=0不是y=x3的极值点.
由极值的定义知,x=x0是f(x)的极值点必有f′(x0)=0.
综上知,p是q的必要条件,但不是充分条件.
(2)|x-2|<1⇔1<x<3.
由于{x|1<x<2}是{x|1<x<3}的真子集,
所以“1<x<2”是“|x-2|<1”的充分不必要条件.
【类题通法】
充分条件、必要条件的三种判断方法
(1)定义法:根据p⇒q,q⇒p进行判断,适用于定义、定理判断性问题.
(2)集合法:根据p,q成立的对象的集合之间的包含关系进行判断,多适用于命题中涉及字母的范围的推断问题.
(3)等价转化法:根据一个命题与其逆否命题的等价性,把判断的命题转化为其逆否命题进行判断,适用于条件和结论带有否定性词语的命题.
【对点训练】
2.设集合M={1,2},N={a2},则“a=1”是“N⊆M”的( )
A.必要不充分条件 B.充分不必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
答案] B
解析] 若a=1,则集合N={1},此时满足N⊆M.若N⊆M,则a2=1或2,所以a=±1或a=±.故“a=1”是“N⊆M”的充分不必要条件.
考点三、充分条件、必要条件的应用
【例3】 已知P={x|x2-8x-20≤0},非空集合S={x|1-m≤x≤1+m}.若x∈P是x∈S的必要条件,求m的取值范围.
解析] 由x2-8x-20≤0得
-2≤x≤10,
∴P={x|-2≤x≤10}.
∵x∈P是x∈S的必要条件,
则S⊆P,
∴∴0≤m≤3.
综上,可知0≤m≤3时,x∈P是x∈S的必要条件.
【类题通法】
充分条件、必要条件的应用,一般表现在参数问题的求解上.解题时需注意:
(1)把充分条件、必要条件或充要条件转化为集合之间的关系,然后根据集合之间的关系列出关于参数的不等式(组)求解.
(2)要注意区间端点值的检验.
【对点训练】
3.(1)已知命题p:a≤x≤a+1,命题q:x2-4x