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高考数学专题知识突破:考点2 命题及其关系、充分条件与必要条件

考点二命题及其关系、充分条件与必要条件知识梳理1.命题的概念可以判断真假、用文字或符号表述的语句,叫作命题.其中判断为真的语句叫真命题,判断为假的语句叫假命题.2.四种命题及相互关系(1) 四种命题命题表述形式原命题若p,则q逆命题若q,则p否命题若非p,则非q逆否命题若非q,则非p(2) 四种命题间的逆否关系3.四种命题的真假关系(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.4.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,q⇒p,则p是q的充要条件.(3) 如果p q,q p,那么称p是q的充分不必要条件.(4) 如果q p,p q,那么称p是q的必要不充分条件.(5) 如果p q,且q p,那么称p是q的既不充分也不必要条件.典例剖析题型一四种命题及其相互关系例1命题“若一个数是负数,则它的平方是正数”的逆命题是()A.“若一个数是负数,则它的平方不是正数”B.“若一个数的平方是正数,则它是负数”C.“若一个数不是负数,则它的平方不是正数”D.“若一个数的平方不是正数,则它不是负数”答案 B解析将原命题的条件与结论互换即得逆命题,故原命题的逆命题为“若一个数的平方是正数,则它是负数”.变式训练命题“若x,y都是偶数,则x+y也是偶数”的逆否命题是()A.若x+y是偶数,则x与y不都是偶数B.若x+y是偶数,则x与y都不是偶数C.若x+y不是偶数,则x与y不都是偶数D.若x+y不是偶数,则x与y都不是偶数答案 C解析由于“x,y都是偶数”的否定表达是“x,y不都是偶数”,“x+y是偶数”的否定表达是“x +y不是偶数”,故原命题的逆否命题为“若x+y不是偶数,则x,y不都是偶数”,故选C.解题要点 1.写一个命题的其他三种命题时,需注意:①对于不是“若p,则q”形式的命题,需先改写;②若命题有大前提,写其他三种命题时需保留大前提.2.一些常见词语的否定例2有下列几个命题:①“若a>b,则a2>b2”的否命题;②“若x+y=0,则x,y互为相反数”的逆命题;③“若x2<4,则-2<x<2”的逆否命题.其中真命题的序号是________.答案②③解析①原命题的否命题为“若a≤b,则a2≤b2”,错误.②原命题的逆命题为:“若x,y互为相反数,则x+y=0”,正确.③原命题的逆否命题为“若x≥2或x≤-2,则x2≥4”,正确.变式训练下列有关命题的说法正确的是________.(填序号)①命题“若x2=1,则x=1”的否命题为“若x2=1,则x≠1”;②若一个命题是真命题,则其逆命题也是真命题;③命题“存在x∈R,使得x2+x+1<0”的否定是“对任意x∈R,均有x2+x+1<0”;④命题“若x=y,则sin x=sin y”的逆否命题为真命题.答案 ④解析 命题“若x 2=1,则x =1”的否命题为“若x 2≠1,则x ≠1”,所以①不正确;原命题与逆命题不等价,所以②不正确;命题“存在x ∈R ,使得x 2+x +1<0”的否定是“对任意x ∈R ,均有x 2+x +1≥0”,所以③不正确;命题“若x =y ,则sin x =sin y ”是真命题,所以逆否命题为真命题,④正确.解题要点 1.判断一个命题为真命题,要给出推理证明;判断一个命题是假命题,只需举出反例.2.根据“原命题与逆否命题是等价的,逆命题与否命题也是等价的”这一性质,当一个命题直接判断不易进行时,可转化为判断其等价命题的真假.题型二 充分条件与必要条件例3 已知p :“a ,b ,c 成等比数列”,q :“b =ac ”,那么p 是q 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 D解析 若a ,b ,c 成等比数列,则有b 2=ac ,所以b =±ac ,所以充分性不成立.当a =b =c =0时,b =ac 成立,但此时a ,b ,c 不成等比数列,所以必要性不成立,所以p 是q 的既不充分也不必要条件.变式训练 在△ABC 中,角A ,B ,C 所对应的边分别为a ,b ,c ,则“a ≤b ”是“sin A ≤sin B ”的( )A .充分必要条件B .充分非必要条件C .必要非充分条件D .非充分非必要条件答案 A解析 由正弦定理,知a ≤b ⇔2R sin A ≤2R sin B (R 为△ABC 外接圆的半径)⇔sin A ≤sinB . 例4 设函数f (x )=log 2x ,则“a >b ”是“f (a )>f (b )”的________(填“充分不必要”“必要不充分”“充要”或“既不充分又不必要”)条件.答案 必要不充分解析 因为f (x )=log 2x 在区间(0,+∞)上是增函数,所以当a >b >0时,f (a )>f (b );反之,当f (a )>f (b )时,a >b .故“a >b ”是“f (a )>f (b )”的必要不充分条件.变式训练 设x ∈R ,则“x >1”是“220x x +->”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 答案 A解析 由不等式220x x +->得(2)(1)0x x +->,即2x <-或1x >,所以由1x >可以得到不等式220x x +->成立,故充分性成立;但由220x x +->不一定得到1x >,所以必要性不成立,即“x >1”是“220x x +->”的充分而不必要条件.解题要点 1.充要条件问题应首先弄清问题中条件是什么,结论是什么,再进一步判断条件与结论的关系,解题过程分为三步:①确定条件是什么,结论是什么;②尝试从条件推结论,从结论推条件;③确定条件和结论是什么关系.2.充要条件的三种判断方法(1) 定义法:根据p q ,q p 进行判断; (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;(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.当堂练习1. 设p :1<x <2,q :2x >1,则p 是q 成立的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件2.设,a b ∈R , 则 “2()0a b a -<”是“a b <”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3.已知m ,n 是两条不同直线,α,β是两个不同平面,则下列命题正确的是( )A .若α,β垂直于同一平面,则α与β平行B .若m ,n 平行于同一平面,则m 与n 平行C .若α,β不平行,则在α内不存在与β平行的直线D .若m ,n 不平行,则m 与n 不可能垂直于同一平面4.已知i 是虚数单位,a ,b ∈R ,得“a =b =1”是“(a +b i)2=2i ”的 条件.5.U 为全集,A ,B 是集合,则“存在集合C 使得A ⊆C ,B ⊆∁U C ”是“A ∩B =∅” 条件.课后作业一、 选择题1.下列语句中命题的个数是( )①2<1;②x <1;③若x <2,则x <1;④函数f (x )=x 2是R 上的偶函数.A.0B.1C.2D.32.“x =1”是“x 2-2x +1=0”的( )A .充要条件B .充分而不必要条件C .必要而不充分条件D .既不充分也不必要条件3.“1<x <2”是“x <2”成立的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件4.设p :x <3,q :-1<x <3,则p 是q 成立的( )A .充分必要条件B .充分不必要条件C .必要不充分条件D .既不充分也不必要条件5.下列结论错误的是( )A .命题“若x 2-3x -4=0,则x =4”的逆否命题为“若x ≠4,则x 2-3x -4≠0”B .“x =4”是“x 2-3x -4=0”的充分条件C .命题“若m >0,则方程x 2+x -m =0有实根”的逆命题为真命题D .命题“若m 2+n 2=0,则m =0且n =0”的否命题是“若m 2+n 2≠0,则m ≠0或n ≠0”6.若m ∈R, 命题“若m >0,则方程x 2+x -m =0有实根”的逆否命题是( )A .若方程x 2+x -m =0有实根,则m >0B .若方程x 2+x -m =0有实根,则m ≤0C .若方程x 2+x -m =0没有实根,则m >0D .若方程x 2+x -m =0没有实根,则m ≤07.已知命题p :若x =-1,则向量a =(1,x )与b =(x +2,x )共线,则在命题p 的原命题、逆命题、否命题、逆否命题中,真命题的个数为( )A .0B .2C .3D .48.设α,β是两个不同的平面,m 是直线且m ⊂α.“m ∥β”是“α∥β”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二、填空题9.x ≠3或y ≠5是x +y ≠8的____________条件.(选填“充分不必要”、“必要不充分”、“充要”、“既不充分也不必要”)10.“若a ≤b ,则ac 2≤bc 2”,则命题的原命题、逆命题、否命题和逆否命题中真命题的个数是________.11.(1)“x >y >0”是“1x <1y”的________条件. (2) 设a ,b ∈R ,则“a >b ”是“a |a |>b |b |”的________条件.12.下列命题:①“若k >0,则方程x 2+2x +k =0有实根”的否命题;②“若1a >1b,则a <b ”的逆命题;③“梯形不是平行四边形”的逆否命题,其中是假命题的是________.13.“m <14”是“一元二次方程x 2+x +m =0有实数解”的____________条件.当堂练习答案1. 答案 A解析 当1<x <2时,2<2x <4,∴p ⇒q ;但由2x >1,得x >0,∴q p ,故选A.2答案 A解析 由(a -b )a 2<0⇒a ≠0且a <b ,∴充分性成立;由a <b ⇒a -b <0,当0=a <b 时 (a -b )·a 2<0,必要性不成立;故选A.3.答案 D解析 对于A ,α,β垂直于同一平面,α,β关系不确定,A 错;对于B ,m ,n 平行于同一平面,m ,n 关系不确定,可平行、相交、异面,故B 错;对于C ,α,β不平行,但α内能找出平行于β的直线,如α中平行于α,β交线的直线平行于β,故C 错;对于D ,若假设m ,n 垂直于同一平面,则m ∥n ,其逆否命题即为D 选项,故D 正确.4.答案 充分不必要条件解析 当a =b =1时,(a +b i)2=(1+i)2=2i ;当(a +b i)2=2i 时,得⎩⎪⎨⎪⎧a 2-b 2=0,ab =1, 解得a =b =1或a =b =-1,所以“a =b =1”是“(a +b i)2=2i ”的充分不必要条件.5.答案 充要条件解析 若存在集合C 使得A ⊆C ,B ⊆∁U C ,则可以推出A ∩B =∅;若A ∩B =∅,由Venn 图(如图)可知,存在A =C ,同时满足A ⊆C ,B ⊆∁U C .故“存在集合C 使得A ⊆C ,B ⊆∁U C ”是“A ∩B =∅”的充要条件.课后作业答案二、 选择题1.答案 D2.答案 A解析 解x 2-2x +1=0得x =1,所以“x =1”是“x 2-2x +1=0”的充要条件.3.答案 A4.答案 C解析 ∵x <3-1<x <3,但-1<x <3⇒x <3,∴p 是q 的必要不充分条件,故选C.5.答案 C解析 C 项命题的逆命题为“若方程x 2+x -m =0有实根,则m >0”.若方程有实根,则Δ=1+4m ≥0,即m ≥-14,不能推出m >0.所以不是真命题,故选C. 6.答案 D解析 原命题为“若p ,则q ”,则其逆否命题为“若q ,则p ”.∴所求命题为“若方程x 2+x -m =0没有实根,则m ≤0”.7.答案 B解析 向量a ,b 共线⇔x -x (x +2)=0⇔x =0或x =-1,∴命题p 为真,其逆命题为假,故在命题p 的原命题、逆命题、否命题、逆否命题中,真命题的个数为2.8.答案 B解析 m ⊂α,m ∥βα∥β,但m ⊂α,α∥β⇒m ∥β,∴m ∥β是α∥β的必要而不充分条件. 二、填空题9.答案 必要不充分解析 设p :x =3且y =5,q :x +y =8,显然p 是q 的充分不必要条件,∴p 是q 的必要不充分条件,即x ≠3或y ≠5是x +y ≠8的必要不充分条件.10.答案 2解析 其中原命题和逆否命题为真命题,逆命题和否命题为假命题.11.答案 (1)充分不必要 (2)充要解析 (1)1x <1y⇒xy ·(y -x )<0, 即x >y >0或y <x <0或x <0<y .所以x >y >0 ⇒1x <1y ,但反过来1x <1y, 所以是充分不必要条件.(2) 构造函数f (x )=x |x |,则f (x )在定义域R 上为奇函数.因为f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2,x ≥0,-x 2,x <0,所以函数f (x )在R 上单调递增,所以a >b ⇔f (a )>f (b )⇔a |a |>b |b |. 所以是充要条件.12.答案 ①②解析 对于①其否命题为“若k ≤0,则方程x 2+2x +k =0无实根”,为假命题;②的逆命题为“若a <b ,则1a >1b”,为假命题;③中原命题为真命题,故其逆否命题也为真命题. 13.答案 充分不必要解析 x 2+x +m =0有实数解等价于Δ=1-4m ≥0,即m ≤14,因为m <14⇒m ≤14,反之不成立. 故“m <14”是“一元二次方程x 2+x +m =0有实数解”的充分不必要条件.。

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