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一文搞懂充分不必要条件:定义、传递性、例题解析(高中数学必看)

  一、充分不必要条件的定义和判定方法

  充分不必要条件是高中数学逻辑推理板块的核心知识点,也是高考常考考点,掌握其定义、传递性及判定方法对解题至关重要。

  1、定义image.png

  (1)充分不必要条件:一般地,如果有 p⇒q 且 q⇏p,此时我们说 p 是 q 的充分不必要条件。也就是说 p 成立能完全保证 q 成立,但 q 成立时 p 未必成立,p 是 q 的 “充分但非必需” 条件。(2)必要不充分条件:一般地,如果有 p⇏q 且 q⇒p,此时我们说 p 是 q 的必要不充分条件。即 q 成立必须依赖 p 成立,但 p 成立不足以推出 q 成立,p 是 q 的 “必需但非充分” 条件。(3)充要条件:一般地,如果既有 p⇒q,又有 q⇒p,就记作 p⇔q。此时我们说 p 是 q 的充分必要条件,简称充要条件。显然,如果 p 是 q 的充要条件,那么 q 也是 p 的充要条件,概括地说,如果 p⇔q,那么 p 与 q 互为充要条件,二者成立与否完全等价。

  2、充分条件与必要条件的传递性

  充分、必要条件的传递性是逻辑推理中简化判断的重要依据,可结合具体场景理解:(1)若 p 是 q 的充分条件,q 是 s 的充分条件,即 p⇒q,q⇒s,则有 p⇒s,即 p 是 s 的充分条件。例如 p:x>3.q:x>2.s:x>1.由 x>3 可推 x>2.再推 x>1.故 x>3 是 x>1 的充分条件。(2)若 p 是 q 的必要条件,q 是 s 的必要条件,即 q⇒p,s⇒q,则有 s⇒p,即 p 是 s 的必要条件。例如 p:x 是整数,q:x 是偶数,s:x 是 4 的倍数,由 x 是 4 的倍数可推 x 是偶数,再推 x 是整数,故 x 是整数是 x 是 4 的倍数的必要条件。(3)若 p 是 q 的充要条件,q 是 s 的充要条件,即 p⇔q,q⇔s,则 p⇔s,即 p 是 s 的充要条件。二者的等价关系可通过中间条件完全传递。

  3、充分、必要条件的判定方法

  (1)定义法① 明确判断对象,认清哪个命题是 p(条件),哪个命题是 q(结论);② 分析推式关系,判断是否存在 “p⇒q” 和 “q⇒p” 两种情况;③ 根据推式结果下结论,结合定义确定 p 与 q 的条件关系。

  (2)集合法写出集合 A={x|p (x)}(所有满足条件 p 的元素构成的集合)及 B={x|q (x)}(所有满足条件 q 的元素构成的集合),利用集合间的包含关系判断:

  若 A 是 B 的真子集(A⊂B 且 A≠B),则 p 是 q 的充分不必要条件;

  若 B 是 A 的真子集(B⊂A 且 B≠A),则 p 是 q 的必要不充分条件;

  若 A=B,则 p 是 q 的充要条件。

  (3)用命题的等价性判断利用 “p⇒q 与 ¬q⇒¬p 等价”“q⇒p 与 ¬p⇒¬q 等价”“p⇔q 与 ¬p⇔¬q 等价” 的规律判断。对于条件或结论是否定形式的命题,直接判断推式较复杂,运用等价法可简化思路,逆否命题同真同假的性质能规避否定形式的干扰。

  (4)利用传递性判断对于较复杂的链式关系(如多个命题串联),常利用⇒、⇐、⇔、⇏等符号梳理传递路径,根据符号组成的图示可快速得出最终的条件关系,无需逐一验证每两个命题的推式。

  二、充分不必要条件的相关例题

  设 p:四边形是正方形,q:四边形是矩形,则 p 是 q 成立的___A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件

  答案:A

  解析:首先明确 q 的等价条件,矩形的定义是 “四个角为直角的四边形”,因此 q:四边形是矩形⇔四边形四个角为直角。而 p:四边形是正方形,正方形满足 “四个角为直角且四条边相等”,因此若四边形是正方形(p 成立),则必然满足矩形的定义(q 成立),即 p⇒q;反之,若四边形是矩形(q 成立),可能是长和宽不相等的长方形,不一定是正方形(p 不一定成立),即 q⇏p。综上,p 能推出 q 但 q 不能推出 p,故 p 是 q 成立的充分不必要条件。


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