人教A版 (2019)必修 第一册1.4.1 充分条件与必要条件学案设计
展开知识点01:充分条件与必要条件
一般地,“若,则”为真命题,就说是的充分条件,是的必要条件.记作:
在逻辑推理中“”的几种说法
(1)“如果,那么”为真命题.
(2)是的充分条件.
(3)是的必要条件.
(4)的必要条件是.
(5)的充分条件是.
这五种说法表示的逻辑关系是一样的,说法不同而已.
知识点2:充分条件、必要条件与充要条件的概念
(1)若,则是的充分条件,是的必要条件;
(2)若且,则是的充分不必要条件;
(3)若且,则是的必要不充分条件;
(4) 若,则是的充要条件;
(5)若且,则是的既不充分也不必要条件.
【即学即练1】(23-24高二下·广东广州·阶段练习)若非空集合,则“或”是“”的( )
A.充分非必要条件B.必要非充分条件C.充要条件D.既非充分又非必要条件
知识点3:从集合的角度理解充分与必要条件
若以集合的形式出现,以集合的形式出现,即:,:,则
(1)若,则是的充分条件;
(2)若,则是的必要条件;
(3)若,则是的充分不必要条件;
(4)若,则是的必要不充分条件;
(5)若,则是的充要条件;
(6)若且,则是的既不充分也不必要条件.
知识点4:充分性必要性高考高频考点结构
(1)是的充分不必要条件且(注意标志性词:“是”,此时与正常顺序)
(2)的充分不必要条件是且(注意标志性词:“的”,此时与倒装顺序)
【即学即练2】(多选)(23-24高一上·安徽蚌埠·期末)若不等式成立的必要条件是,则实数的取值可以是( )
A.B.C.0D.1
题型01判断命题的真假
【典例1】(23-24高一上·上海闵行·期中)下列命题中:
①关于x的方程是一元二次方程;
②空集是任意非空集合的真子集;
③如果,那么;
④两个实数的和是有理数,那么这两个数都是有理数.其中是真命题的有( )
A.①②③B.②③C.②③④D.①②④
【典例2】(23-24高一上·上海杨浦·阶段练习)下列命题中真命题的编号是
①是一元二次方程;②空集是任何集合的真子集;③互相包含的两个集合相等;④函数的图像与轴有一个交点;⑤若,则;⑥满足的集合有7个.
【变式1】(23-24高一上·广东·阶段练习)甲、乙、丙、丁四人参加数学竞赛,四人在成绩公布前作出如下预测:
甲预测说:我不会获奖,丙获奖;
乙预测说:甲和丁中有一人获奖;
丙预测说:甲的猜测是对的;
丁预测说:获奖者在甲、乙、丙三人中.
成绩公布后表明,四人的预测中有两人的预测与结果相符,另外两人的预测与结果不符;已知有两人获奖,则获奖者可能是( ).
A.甲和丁B.乙和丙
C.甲和丙D.乙和丁
【变式2】(多选)(23-24高一上·重庆沙坪坝·阶段练习)下列命题中为真命题的有( )
A.所有的素数都是奇数.
B.的个位数字不等于2.
C.两个三角形相似的一个充要条件为三边成比例.
D.存在一个无理数,它的立方是有理数.
题型02充分条件、必要条件的判断
【典例1】(23-24高二下·江苏扬州·阶段练习)“”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
【典例2】(23-24高一上·天津·期末)“”是“”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.既不充分又不必要条件
【典例3】(23-24高一上·广东佛山·阶段练习)在下列所示电路图中,下列说法正确的是 .(填序号).
(1)如图①所示,开关闭合是灯泡亮的充分不必要条件;
(2)如图②所示,开关闭合是灯泡亮的必要不充分条件;
(3)如图③所示,开关闭合是灯泡亮的充要条件;
(4)如图④所示,开关闭合是奵泡亮的必要不充分条件.
【变式1】(23-24高一上·湖北荆州·期末)“”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
【变式2】(23-24高一下·宁夏吴忠·开学考试)“”是“”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
【变式3】(23-24高一上·湖北·期中)设,则“”是“”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
【变式4】(23-24高三上·贵州贵阳·阶段练习)“”是“”的( )
A.充要条件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
题型03 根据充分性,必要性求参数
【典例1】(23-24高一上·广西南宁·阶段练习)已知:,:,若是的必要不充分条件,则实数的取值范围为( )
A.B.
C.D.
【典例2】(23-24高一上·全国·课后作业)已知,,若成立的一个充分不必要条件是,则实数的取值范围是 .
【典例3】(23-24高一下·安徽淮南·开学考试)已知全集为R,集合,.
(1)求;
(2)若,且“”是“”的必要不充分条件,求a的取值范围.
【典例4】(23-24高一上·江苏南京·期中)已知集合,.
(1)求集合;
(2)请在:①充分不必要条件,②必要不充分条件,③充要条件这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,若问题中的实数存在,求出的取值范围;若不存在,说明理由.若是成立的___________条件,判断实数是否存在?
(注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分)
【变式1】(多选)(23-24高一上·陕西渭南·期末)若“或”是“”的必要不充分条件,则实数的值可以是( )
A.B.C.D.1
【变式2】(23-24高一上·上海宝山·阶段练习)已知,.若是的充分非必要条件,则实数m的取值范围是 .
【变式3】(23-24高一上·云南德宏·期末)设集合,集合或.
(1)当时,求,;
(2)设命题,命题,若p是q的充分不必要条件,求实数的取值范围.
【变式4】(23-24高一上·安徽·阶段练习)已知,
(1)若p是q的充分不必要条件,求实数m的取值范围.
(2)若p是q的必要不充分条件,求实数m的取值范围.
题型04探索命题为真的充要条件
A夯实基础 B能力提升 C新定义题型
A夯实基础
一、单选题
1.(2024·天津·二模)已知,则“”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
2.(23-24高一上·广东佛山·阶段练习)关于的一元二次方程有实数解的一个必要不充分条件的是( )
A.B.C.D.
3.(23-24高一上·浙江杭州·期中)已知,则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
4.(23-24高一上·广东东莞·期末)使“”成立的一个充分不必要条件是( )
A.B.C.D.
5.(23-24高一上·贵州黔西·期末)关于的方程有两个不相等的实数根的充要条件是( )
A.或B.或
C.D.
6.(2024·贵州·模拟预测)设,则“”是“”的( )
A.充要条件B.既不充分也不必要条件
C.充分不必要条件D.必要不充分条件
7.(23-24高一上·新疆乌鲁木齐·期末)二次函数有两个异号零点的一个必要不充分条件是( )
A.B.C.D.
8.(23-24高一上·福建泉州·期中)使得不等式“成立的一个充分不必要条件是( )
A.B.
C.D.
二、多选题
9.(23-24高一上·广东韶关·阶段练习)设,是的充分不必要条件,则实数的值可以为( )
A.B.0C.3D.
10.(23-24高一上·甘肃庆阳·期中)已知:,:,若是的必要不充分条
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
2.(23-24高一上·江苏南京·阶段练习)若“”是“”的必要不充分条件,则实数m的取值范围为 .
3.(23-24高一上·江西赣州·期末)已知集合,.
(1)若,求;
(2)若______,求实数的取值范围.
请从①②③中选取一个作为条件补充到上面的横线处,解答相应问题.
①;②“”是“”充分不必要条件;③.
4.(23-24高一上·云南昭通·期中)已知命题方程没有实数根.
(1)若是假命题,求实数的取值集合;
(2)在(1)的条件下,已知非空集合,从①充分而不必要,②必要而不充分,这两个条件中任选一个条件补充到下面问题中的横线上,并解答.问题:是否存在实数,使得若是的______条件.若存在,求的取值范围.若不存在,请说明理由.
C新定义题型
1.(23-24高一下·上海嘉定·阶段练习)如果对于任意实数,表示不超过的最大整数.例如,.那么“”是“”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
2.(23-24高一上·北京·阶段练习)小华同学学完集合的基本运算后,自己定义了如下集合运算:且,小华列举了如下命题:
①任意集合
②任意集合
③任意集合
④若,则
其中,所有正确命题的序号是 .
3.(23-24高一上·北京·期中)已知集合,对于集合的非空子集,若中存在三个互不相同的元素,使得均属于,则称集合是集合的“期待子集”.
(1)试判断集合是否为集合的“期待子集”;(直接写出答案,不必说明理由)
(2)如果一个集合中含有三个元素,同时满足①,②,③为偶数.那么称该集合具有性质.对于集合的非空子集,证明:集合是集合的“期待子集”的充要条件是集合具有性质.
4.(23-24高一上·上海浦东新·阶段练习)设集合.
(1)证明:属于的两个整数,其积也属于;
(2)判断32、33、34是否属于,并说明理由;
(3)写出“偶数属于”的一个充要条件并证明.课程标准
学习目标
①理解充分条件、必要条件、充分必要条件的意义与具体要求.
②会判断命题成立的充分、必要、充分必要条件.
1.能利用命题成立的充分、必要、充要条件对命题的形式进行判断.
2.能利用充分、必要条件求参数以及进行简单的证明.
第04讲 1.4充分条件与必要条件
知识点01:充分条件与必要条件
一般地,“若,则”为真命题,就说是的充分条件,是的必要条件.记作:
在逻辑推理中“”的几种说法
(1)“如果,那么”为真命题.
(2)是的充分条件.
(3)是的必要条件.
(4)的必要条件是.
(5)的充分条件是.
这五种说法表示的逻辑关系是一样的,说法不同而已.
知识点2:充分条件、必要条件与充要条件的概念
(1)若,则是的充分条件,是的必要条件;
(2)若且,则是的充分不必要条件;
(3)若且,则是的必要不充分条件;
(4) 若,则是的充要条件;
(5)若且,则是的既不充分也不必要条件.
【即学即练1】(23-24高二下·广东广州·阶段练习)若非空集合,则“或”是“”的( )
A.充分非必要条件B.必要非充分条件C.充要条件D.既非充分又非必要条件
【答案】B
【分析】
根据集合之间的关系以及交运算中元素的特点,结合题意,即可判断充分性和必要性.
【详解】因为,故;
若,且,满足“或”,显然,故充分性不满足;
若,则,满足“或”,故必要性满足;
故“或”是“”的必要不充分条件.
故选:B.
知识点3:从集合的角度理解充分与必要条件
若以集合的形式出现,以集合的形式出现,即:,:,则
(1)若,则是的充分条件;
(2)若,则是的必要条件;
(3)若,则是的充分不必要条件;
(4)若,则是的必要不充分条件;
(5)若,则是的充要条件;
(6)若且,则是的既不充分也不必要条件.
知识点4:充分性必要性高考高频考点结构
(1)是的充分不必要条件且(注意标志性词:“是”,此时与正常顺序)
(2)的充分不必要条件是且(注意标志性词:“的”,此时与倒装顺序)
【即学即练2】(多选)(23-24高一上·安徽蚌埠·期末)若不等式成立的必要条件是,则实数的取值可以是( )
A.B.C.0D.1
【答案】ABC
【分析】化简得,由充分与必要条件判断的取值范围即可.
【详解】由得,因为不等式成立的必要条件是,所以,解得,符合题意的选项有:A,B,C.
故选:ABC
题型01判断命题的真假
【典例1】(23-24高一上·上海闵行·期中)下列命题中:
①关于x的方程是一元二次方程;
②空集是任意非空集合的真子集;
③如果,那么;
④两个实数的和是有理数,那么这两个数都是有理数.其中是真命题的有( )
A.①②③B.②③C.②③④D.①②④
【答案】B
【分析】根据一元二次方程的定义、空集的性质,结合不等式的性质、有理数的性质逐一判断即可.
【详解】①:当时,方程变为,显然不是一元二次方程,因此本序号命题不是真命题;
②:因为空集是任何非空集合的真子集,所以本序号命题是真命题;
③:由显然能推出,所以本序号命题是真命题;
④:因为与的和是有理数,但是和都不是有理数,所以本序号命题不是真命题,
故选:B
【典例2】(23-24高一上·上海杨浦·阶段练习)下列命题中真命题的编号是
①是一元二次方程;②空集是任何集合的真子集;③互相包含的两个集合相等;④函数的图像与轴有一个交点;⑤若,则;⑥满足的集合有7个.
【答案】③④⑤
【分析】当时即可判断①,根据空集定义判断②,根据集合相等判断③,解方程判断④,利用不等式的性质判断⑤,求出集合,即可判断⑥.
【详解】对于①:当时方程是一元一次方程,故①错误;
对于②:空集是任何非空集合的真子集,故②错误;
对于③:互相包含的两个集合相等,故③正确;
对于④:令,解得,所以函数的图像与轴有一个交点,故④正确;
对于⑤:若则,所以,故⑤正确;
对于⑥:满足的集合有,,,
,,共个,故⑥错误;
故答案为:③④⑤
【变式1】(23-24高一上·广东·阶段练习)甲、乙、丙、丁四人参加数学竞赛,四人在成绩公布前作出如下预测:
甲预测说:我不会获奖,丙获奖;
乙预测说:甲和丁中有一人获奖;
丙预测说:甲的猜测是对的;
丁预测说:获奖者在甲、乙、丙三人中.
成绩公布后表明,四人的预测中有两人的预测与结果相符,另外两人的预测与结果不符;已知有两人获奖,则获奖者可能是( ).
A.甲和丁B.乙和丙
C.甲和丙D.乙和丁
【答案】C
【分析】根据四人的描述可知,甲和丙的说法要么同时成立,要么同时不成立;若同时成立则可知丁的说法也对,这不合题意;所以甲和丙的说法都不成立,据此分情况讨论即可得出结论.
【详解】由“甲预测说:我不会获奖,丙获奖”,而“丙预测说:甲的猜测是对的”.
所以甲和丙的说法要么同时与结果相符,要么同时与结果不符.
若甲和丙的说法要么同时与结果相符,则丁的说法也对,
这与“四人的预测中有两人的预测与结果相符,另外两人的预测与结果不符已知有两人获奖,”相矛盾,故错误;
若甲和丙的说法与结果不符,则乙、丁的预测成立
所以甲获奖,丁不获奖;丙获奖、乙不获奖或者乙获奖、丙不获奖.
即获奖的两人为甲和丙,或者甲和乙.
故选:C
【变式2】(多选)(23-24高一上·重庆沙坪坝·阶段练习)下列命题中为真命题的有( )
A.所有的素数都是奇数.
B.的个位数字不等于2.
C.两个三角形相似的一个充要条件为三边成比例.
D.存在一个无理数,它的立方是有理数.
【答案】BCD
【分析】逐个判断命题即可.
【详解】对于A:2也是素数,但2不是奇数,所以A错误;
对于B:,则的末位数只能是0,1,4,5,6,9,所以B正确;
对于C:“两个三角形相似”,则三边成比例,“若三角形的三边成比例”,则这两个三角形是相似三角形,所以C正确;
对于D:当时,为无理数,则为有理数,所以存在一个无理数,他的立方是有理数,所以D正确,
故选:BCD
题型02充分条件、必要条件的判断
【典例1】(23-24高二下·江苏扬州·阶段练习)“”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
【答案】A
【分析】解出绝对值不等式,根据充分条件和必要条件的定义分析判断即可.
【详解】因为,所以或,
易得“”是“或”的充分不必要条件,
故选:A.
【典例2】(23-24高一上·天津·期末)“”是“”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.既不充分又不必要条件
【答案】B
【分析】先解不等式,再利用集合的包含关系判断.
【详解】由题易知的解集为,真包含于,
故“”是“”的必要不充分条件.
故选:B
【典例3】(23-24高一上·广东佛山·阶段练习)在下列所示电路图中,下列说法正确的是 .(填序号).
(1)如图①所示,开关闭合是灯泡亮的充分不必要条件;
(2)如图②所示,开关闭合是灯泡亮的必要不充分条件;
(3)如图③所示,开关闭合是灯泡亮的充要条件;
(4)如图④所示,开关闭合是奵泡亮的必要不充分条件.
【答案】(1)(2)(3)
【分析】
根据充分、必要条件的定义,结合图形依次判断即可求解.
【详解】(1)开关A闭合,灯泡B亮;灯泡B亮时,开关A不一定闭合.
所以开关A闭合是灯泡B亮的充分不必要条件,故(1)正确;
(2)开关A闭合,灯泡B不一定亮;灯泡B亮时,开关A必须闭合.
所以开关A闭合是灯泡B亮的必要不充分条件,故(2)正确;
(3)开关A闭合,灯泡B亮;灯泡B亮时,开关A必须闭合.
所以开关A闭合是灯泡B亮的充要条件,故(3)正确;
(4)开关A闭合,灯泡B不一定亮;灯泡B亮时,开关A不一定闭合.
所以开关A闭合是灯泡B亮的既不充分也不必要条件,故(4)错误.
故答案为:(1)(2)(3)
【变式1】(23-24高一上·湖北荆州·期末)“”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
【答案】A
【分析】根据充分条件、必要条件概念直接判断即可.
【详解】将代入中,得,
所以“”是“”的充分条件;
由,得,即或,
∴“”不是“”的必要条件,
“”是“”的充分不必要条件.
故选:A.
【变式2】(23-24高一下·宁夏吴忠·开学考试)“”是“”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
【答案】C
【分析】利用不等式的性质及二次不等式的解法即可得证.
【详解】先证:
因为,所以,,故,即,故;
再证:
因为,所以,即,故;
综上:“”是“”的充分必要条件.
故选:C
【变式3】(23-24高一上·湖北·期中)设,则“”是“”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
【答案】B
【分析】由可得,结合充分、必要条件的定义即可求解.
【详解】由可得,
由“”不能推出“”,
但由“”可以推出“”.
故“”是“”的必要而不充分条件.
故选:B.
【变式4】(23-24高三上·贵州贵阳·阶段练习)“”是“”的( )
A.充要条件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
【答案】B
【分析】由可得或,结合充分、必要条件的定义即可求解.
【详解】由,所以或,
所以“”是“”的充分不必要条件,
故选:B.
题型03 根据充分性,必要性求参数
【典例1】(23-24高一上·广西南宁·阶段练习)已知:,:,若是的必要不充分条件,则实数的取值范围为( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【分析】将是的必要不充分条件转化为,然后根据集合间的包含关系列不等式求解即可.
【详解】设,,
因为是的必要不充分条件,所以,
所以,解得,
当时,,成立,
所以.
故选:A.
【典例2】(23-24高一上·全国·课后作业)已知,,若成立的一个充分不必要条件是,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】由成立的一个充分不必要条件是,可得,再列不等式求解即可.
【详解】解:由题意,得,但,
∴,∴,即,
故答案为.
【点睛】本题考查了充要条件与集合间的包含关系、集合相等的充要条件,利用集合的包含关系求解参数的范围,重点考查了集合思想,属中档题.
【典例3】(23-24高一下·安徽淮南·开学考试)已知全集为R,集合,.
(1)求;
(2)若,且“”是“”的必要不充分条件,求a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用交集的定义求解.
(2)利用必要不充分条件的定义列出不等式组即可求解.
【详解】(1)∵,又,
∴.
(2)∵是的必要不充分条件,
∴,
∴(等号不同时成立),解得,
∴a的取值范围为.
【典例4】(23-24高一上·江苏南京·期中)已知集合,.
(1)求集合;
(2)请在:①充分不必要条件,②必要不充分条件,③充要条件这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,若问题中的实数存在,求出的取值范围;若不存在,说明理由.若是成立的___________条件,判断实数是否存在?
(注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分)
【答案】(1),;(2)答案见解析.
【分析】(1)根据一元二次不等式的解法求解即可得答案;
(2)选:①充分不必要条件,则集合是集合的真子集,再根据集合关系求解即可;
选:②必要不充分条件,则集合是集合的真子集,再根据集合关系求解即可;
选:③充要条件,则,再根据集合关系求解即可;
【详解】解:(1)不等式,故,
不等式,由于,
故
(2)选:①充分不必要条件
由(1)知,,
因为若是成立的充分不必要条件,
所以集合是集合的真子集;
所以,解得,
所以实数的取值范围为:
选:②必要不充分条件
由(1)知,,
因为若是成立的必要不充分条件,
所以集合是集合的真子集;
所以,解得,又因为,故
所以实数的取值范围为:;
选:③充要条件
由(1)知,,
因为若是成立的充要条件,所以,
所以,方程组无解.
所以不存在实数使得是成立的充要条件;
【变式1】(多选)(23-24高一上·陕西渭南·期末)若“或”是“”的必要不充分条件,则实数的值可以是( )
A.B.C.D.1
【答案】AD
【分析】根据必要不充分条件列不等式,由此求得正确答案.
【详解】若“或”是“”的必要不充分条件,
则或,解得或,
所以AD选项符合,BC选项不符合.
故选:AD
【变式2】(23-24高一上·上海宝山·阶段练习)已知,.若是的充分非必要条件,则实数m的取值范围是 .
【答案】
【点睛】由是的充分非必要条件,集合的包含关系列出不等式组,解之即可.
【详解】因为是的充分非必要条件,
所以是的真子集,
则(不同时取等号),解得,
所以实数m的取值范围是.
故答案为:.
【变式3】(23-24高一上·云南德宏·期末)设集合,集合或.
(1)当时,求,;
(2)设命题,命题,若p是q的充分不必要条件,求实数的取值范围.
【答案】(1),或
(2)或,
【分析】(1)根据交集、并集的知识求得正确答案.
(2)根据充分不必要条件列不等式,由此求得的取值范围.
【详解】(1)当时,;
所以,或.
(2)若是的充分不必要条件,则是的真子集;
∴或,解得:或,
所以,实数的取值范围是或,
【变式4】(23-24高一上·安徽·阶段练习)已知,
(1)若p是q的充分不必要条件,求实数m的取值范围.
(2)若p是q的必要不充分条件,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)将充分不必要条件转化为真子集关系即可求解,
(2)将必要不充分条件转化为真子集关系即可求解,
【详解】(1)由p是q的充分不必要条件,得集合是集合的真子集,
所以或
解得.
所以实数m的取值范围是.
(2)由p是q的必要不充分条件,得集合是集合的真子集,
当,则,即时,符合题意;
当,即时,
可得或,解得.
综上可得
题型04探索命题为真的充要条件
【典例1】(23-24高一上·上海黄浦·期中)“或”是“存在实数x使得不等式成立”的( ).
A.充分非必要条件B.必要非充分条件C.充要条件D.既非充分非必条件
【答案】C
【分析】根据不等式有解得到,解得答案.
【详解】存在实数x使得不等式成立,则,
解得或.
故“或”是“存在实数x使得不等式成立”的充要条件.
故选:C.
【典例2】(23-24高一上·安徽阜阳·阶段练习)“一元二次方程有实数根”的充要条件是 .
【答案】或,
【分析】利用判别式即可求出实数的取值范围.
【详解】一元二次方程有实数根,应满足,
解得或,
所以实数的取值范围是或,
故答案为:或,
【典例3】(23-24高一上·云南昆明·期中)已知集合, ,请在①充分条件,②必要条件,③充要条件这三个条件中任选一个,补充在下面问题(2)中,若问题(2)中的实数存在,求出的取值范围;若不存在,请说明理由.
(1)若,求实数的取值范围;
(2)若是的________条件,判断实数是否存在?
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)由集合运算得出集合关系,通过包含得出结果;
(2)分别将题目中给出的三个不同条件转化为集合之间的包含(或相等)关系,根据集合之间的包含(或相等)关系,得出结果.
【详解】(1)若,则,
则,解得,
所以实数的取值范围是.
(2)若选择条件,即是的充分条件,则,
所以,解得,
所以实数的取值范围是;
若选择条件,即是的必要条件,则,
所以,解得.
又,所以,
所以实数的取值范围是;
若选择条件,即是的充要条件,则,
所以,方程组无解,
所以不存在满足条件的实数.
【典例4】(23-24高二上·海南三亚·期中)已知命题,命题.
(1)若是的充分条件,求实数的取值范围.
(2)是否存在实数,使得是的充要条件?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)或;(2)不存在,理由见解析.
【分析】(1)由已知得,分为或两种情况来讨论,建立不等式(组),求解可得出实数的取值范围.
(2)由已知可得,根据集合相等建立不等式组可得结论.
【详解】(1)集合,集合.
因为是的充分条件,所以,
∴集合可以分为或两种情况来讨论:
当时,满足题意,此时,解得:;
当时,要使成立,
需满足,
综上所得,实数的取值范围.或
(2)假设存在实数,使得是的充要条件,那么,
则必有,解得,综合得无解.
故不存在实数,使得,
即不存在实数,使得是的充要条件.
【点睛】本题考查充分必要条件,集合间的关系,根据集合间的关系求参数的范围,属于中档题.
【变式1】(23-24高一上·江苏宿迁·阶段练习)关于的方程有实数根的充要条件是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】由方程有实根,应用判别式求参数范围,结合充分、必要性定义判断充要条件.
【详解】由方程有实根,则,可得.
所以是题设方程有实根的充要条件.
故选:C
【变式2】(23-24高二上·陕西咸阳·期末)设,则“”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
【答案】C
【分析】结合分式不等式的解法以及充分、必要条件的知识确定正确答案.
【详解】由得,
所以“”是“”的充要条件.
故选:C
【变式3】(23-24高一上·黑龙江鸡西·阶段练习)命题“”的一个充要条件是( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【分析】解出的范围,再根据充要条件的定义即可得出答案.
【详解】,
,
解得:,
则为的充要条件,
故选:A.
【变式4】(23-24高一上·广东惠州·阶段练习)设集合,命题,命题
(1)若是的充要条件,求正实数的取值范围;
(2)若是的充分不必要条件,求正实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据是的充要条件转化为求解即可;
(2)根据是的充分不必要条件,得真包含于,列出不等式求解即可.
【详解】(1)由条件, 是的充要条件,
得,即,解得,
所以实数的取值范围是.
(2)由是的充分不必要条件,得真包含于,
所以,或,解得,
综上实数的取值范围是
题型05 易错题型:充分条件与必要条件(“是”,“的”)结构对比
【典例1】(23-24高二下·山东青岛·期中)若关于的不等式成立的充分条件是,则实数的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】利用充分条件的定义求解.
【详解】解:由得:,
因为成立的充分条件是,
所以,即,
解得,
故选:D
【典例2】(2024高三·全国·专题练习)若关于x的不等式成立的充分条件是,则实数a的取值范围是( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【分析】求出不等式的解集,利用充分条件的定义,结合集合的包含关系列式求解即得.
【详解】依题意,,解不等式,得,
由不等式成立的充分条件是,得,
于是,解得,
所以实数a的取值范围是.
故选:D
【变式1】(23-24高一上·安徽马鞍山·期中)已知或,,且是的充分不必要条件,则的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】令,,依题意可得,即可求出参数的取值范围.
【详解】因为或,,
令,,
因为是的充分不必要条件,所以,
所以.
故选:D
【变式2】(2024高三·全国·专题练习)已知不等式m-1
【详解】
解析:由题意得(,)⊆(m-1,m+1),所以且等号不能同时成立,解得-≤m≤.
【考查意图】
已知充要关系求参数的取值范围.
A夯实基础 B能力提升 C新定义题型
A夯实基础
一、单选题
1.(2024·天津·二模)已知,则“”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
【答案】A
【分析】根据题意可直接判断充分性,举例说明必要性不成立即可.
【详解】若,则,即充分性成立;
若,例如,满足条件,但不成立,即必要性不成立;
综上所述:“”是“”的充分不必要条件.
故选:A.
2.(23-24高一上·广东佛山·阶段练习)关于的一元二次方程有实数解的一个必要不充分条件的是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】由可得,根据充分、必要条件的定义,结合选项即可求解.
【详解】因为一元二次方程有实根,
所以,解得.
又是的真子集,
所以“”是“”的必要不充分条件.
故选:A
3.(23-24高一上·浙江杭州·期中)已知,则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】A
【分析】由充分不必要条件的定义即可判断.
【详解】因为,所以p是q的充分不必要条件.
故选:A.
4.(23-24高一上·广东东莞·期末)使“”成立的一个充分不必要条件是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】利用充分条件、必要条件的定义求解作答.
【详解】设,解得,
使“”成立的充分不必要条件只需要为集合的真子集,由选项可知A符合.
故选:A.
5.(23-24高一上·贵州黔西·期末)关于的方程有两个不相等的实数根的充要条件是( )
A.或B.或
C.D.
【答案】A
【分析】根据题意,结合一元二次方程的的性质,列出不等式,即可求解.
【详解】由方程关于的方程有两个不相等的实数根,则满足,
解得或,即方程有两个不相等的实数根的充要条件是或.
故选:A.
6.(2024·贵州·模拟预测)设,则“”是“”的( )
A.充要条件B.既不充分也不必要条件
C.充分不必要条件D.必要不充分条件
【答案】D
【分析】由题意解绝对值不等式,再结合必要不充分条件的定义即可得解.
【详解】的解集为,所以“”是“”的必要不充分条件.
故选:D.
7.(23-24高一上·新疆乌鲁木齐·期末)二次函数有两个异号零点的一个必要不充分条件是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】计算出有两个异号零点时的取值范围,再根据真包含关系得到答案.
【详解】有两个异号零点,
需满足,解得,
A选项,是有两个异号零点的充要条件,A错误;
B选项,与无包含关系,不合要求,B错误;
C选项,是的真子集,满足要求;
D选项,是的真子集,故是充分不必要条件,D错误.
故选:C
8.(23-24高一上·福建泉州·期中)使得不等式“成立的一个充分不必要条件是( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【分析】先求解出不等式解集,根据题意可知所选取的条件为不等式解集的真子集,由此作出选择即可.
【详解】由题意可得,
又因为,
所以的一个充分不必要条件可以是D选项,
故选:D.
二、多选题
9.(23-24高一上·广东韶关·阶段练习)设,是的充分不必要条件,则实数的值可以为( )
A.B.0C.3D.
【答案】ABD
【分析】根据是的充分不必要条件,得到是的真子集,再分情况讨论即可得到的可能取值.
【详解】因为的两个根为3和5,所以,
是的充分不必要条件,所以是的真子集,
所以或或,
当时,满足即可,
当时,满足,所以,
当,满足,所以,
所以的值可以是0,,.
故选:ABD.
10.(23-24高一上·甘肃庆阳·期中)已知:,:,若是的必要不充分条件,则实数m的值可能是( )
A.0B.1C.2D.3
【答案】CD
【分析】根据题意可得:,且是的真子集,根据真子集关系分析可得,对比选项判断即可.
【详解】对于,因为,
则,解得,即:,
若是的必要不充分条件,则是的真子集,
则,结合选项可知AB错误,CD正确.
故选:CD.
三、填空题
11.(23-24高一上·上海·期末)若不等式 成立的一个充分不必要条件是 ,则实数 的取值范围为
【答案】
【分析】根据绝对值不等式的解法,结合充分不必要条件的性质进行求解即可.
【详解】由,
因为不等式 成立的一个充分不必要条件是 ,
所以有,等号不同时成立,解得.
故答案为:
12.(23-24高一上·河北石家庄·阶段练习)已知,若是的一个必要不充分条件,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】化简条件,再结合必要不充分条件列出不等式即可求解.
【详解】由,得,
因为是的一个必要不充分条件,则不能推出,但能推出,
则,即.
故答案为:
四、解答题
13.(23-24高一下·湖南株洲·阶段练习)已知集合,或,.
(1)求;
(2)若“”是“”的充分不必要条件,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先求出集合,再求出,最后由交集的运算求出;
(2)先求出,再求出,再由充分不必要条件构造关于的方程组,解出即可.
【详解】(1)因为,又,
所以.
(2)或,所以,
因为“”是“”的充分不必要条件,
则,又,
所以,解得,
即的取值范围是.
若选取②:由“”是“”的充分不必要条件,
可得,
则或,
解得,
即的取值范围是.
若选取③:因为,
所以或,解得或,
即的取值范围是或,
4.(23-24高一上·云南昭通·期中)已知命题方程没有实数根.
(1)若是假命题,求实数的取值集合;
(2)在(1)的条件下,已知非空集合,从①充分而不必要,②必要而不充分,这两个条件中任选一个条件补充到下面问题中的横线上,并解答.问题:是否存在实数,使得若是的______条件.若存在,求的取值范围.若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2)选择条件,答案见解析.
【分析】(1)利用方程的判别式求出命题,进而求出集合.
(2)利用(1)的结论,再选择条件①②,借助集合的包含关系,列式求解即得.
【详解】(1)由方程没有实数根,得,解得,
由是假命题,则是真命题,
所以实数的取值集合.
(2)由(1)知,,由集合非空,得,解得,
选①,是的充分而不必要条件,则,于是或,无解,
所以不存在实数,使得是的充分而不必要条件.
选②,是的必要而不充分条件,则,于是或,而,解得,
所以存在实数,使得是的必要而不充分条件,的取值范围是.
C新定义题型
1.(23-24高一下·上海嘉定·阶段练习)如果对于任意实数,表示不超过的最大整数.例如,
3.(23-24高一上·北京·期中)已知集合,对于集合的非空子集,若中存在三个互不相同的元素,使得均属于,则称集合是集合的“期待子集”.
(1)试判断集合是否为集合的“期待子集”;(直接写出答案,不必说明理由)
(2)如果一个集合中含有三个元素,同时满足①,②,③为偶数.那么称该集合具有性质.对于集合的非空子集,证明:集合是集合的“期待子集”的充要条件是集合具有性质.
【答案】(1)是集合的“期待子集”,不是集合的“期待子集”
(2)证明见解析
【分析】(1)根据所给定义判断即可.
(2)先证明必要性,再证明充分性,结合所给“期待子集”的定义及性质的定义证明即可;
【详解】(1)因为,
对于集合,令,解得,显然,,
所以是集合的“期待子集”;
对于集合,令,则,
因为,即,故矛盾,所以不是集合的“期待子集”
(2)先证明必要性:
当集合是集合的“期待子集”时,由题意,存在互不相同的,使得,
不妨设,令,,,则,即条件中的①成立;
又,所以,即条件中的②成立;
因为,
所以为偶数,即条件中的③成立;
所以集合满足条件.
再证明充分性:
当集合满足条件时,有存在,满足①,②,③为偶数,
记,,,
由③得,由①得,由②得,
所以,
因为,,,所以,,均属于,
即集合是集合的“期待子集”
【点睛】关键点睛:涉及集合新定义问题,关键是正确理解给出的定义,然后合理利用定义,结合相关的其它知识,分类讨论,进行推理判断解决.
4.(23-24高一上·上海浦东新·阶段练习)设集合.
(1)证明:属于的两个整数,其积也属于;
(2)判断32、33、34是否属于,并说明理由;
(3)写出“偶数属于”的一个充要条件并证明.
【答案】(1)见解析;(2),,理由见解析;(3)为偶数,证明见解析.
【分析】(1)设,,则对进行化简,观察其是否满足集合M的条件,进行判断即可;(2)用反证法进行判断即可;(3)证明充要条件时既要证充分性,又要证必要性.
【详解】(1)设集合中的元素,,所以
,
因为,所以,,所以有,,则,所以属于的两个整数,其积也属于.
(2)因为,所以;
假设,则,因为,所以与有相同奇偶性,因为33为奇数,所以与一个为奇数一个为偶数,则与有相同奇偶性相矛盾,所以不成立,所以;
假设,同上可得,因为,所以与有相同奇偶性,因为34为偶数,所以与均为偶数,所以应为4的倍数,而34不是4的倍数,所以假设不成立,所以.
(3)“偶数属于”的一个充要条件是为偶数.
充分性:因为为偶数,设,所以,而,所以满足集合,所以偶数属于;
必要性:因为偶数属于,所以,因为,所以与有相同奇偶性,因为为偶数,所以与均为偶数,所以应为4的倍数,必为4的倍数,即必为2的倍数,所以为偶数.课程标准
学习目标
①理解充分条件、必要条件、充分必要条件的意义与具体要求.
②会判断命题成立的充分、必要、充分必要条件.
1.能利用命题成立的充分、必要、充要条件对命题的形式进行判断.
2.能利用充分、必要条件求参数以及进行简单的证明.
高中数学人教A版 (2019)必修 第一册2.1 等式性质与不等式性质学案: 这是一份高中数学人教A版 (2019)必修 第一册<a href="/sx/tb_c4000262_t4/?tag_id=42" target="_blank">2.1 等式性质与不等式性质学案</a>,共33页。学案主要包含了考查意图等内容,欢迎下载使用。
高中数学人教A版 (2019)必修 第一册1.5.1 全称量词与存在量词学案设计: 这是一份高中数学人教A版 (2019)必修 第一册<a href="/sx/tb_c4053112_t4/?tag_id=42" target="_blank">1.5.1 全称量词与存在量词学案设计</a>,共41页。学案主要包含了即学即练1等内容,欢迎下载使用。
人教A版 (2019)必修 第一册第一章 集合与常用逻辑用语1.3 集合的基本运算学案: 这是一份人教A版 (2019)必修 第一册<a href="/sx/tb_c4000257_t4/?tag_id=42" target="_blank">第一章 集合与常用逻辑用语1.3 集合的基本运算学案</a>,共87页。学案主要包含了即学即练1,即学即练2,即学即练3等内容,欢迎下载使用。