摘 要 本文中首先給出充要條件的概念及一些判斷方法;然后根據(jù)具體實(shí)例找出學(xué)生對(duì)充要條件判斷失誤的原因,接著給出一個(gè)容易忽略的題型,一題多用,最后講到另一 種特例,挖掘題目中的隱含條件,并將之推廣到整個(gè)中學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)過程中。
關(guān)鍵詞 充分條件 必要條件 充要條件 等價(jià)
一、關(guān)于充要條件的概念
若p€H!q,則稱p是q的充分條件,q是p的必要條件
若p€H#q,則稱p是q的充要條件
若p€H!q,且q≠>p則稱p是q的充分不必要條件
若p≠>q,且p€H!q則稱p是q的必要不充分條件
若q<≠>p,則稱p是q的既不充分也不必要條件
二、教師如何教
充要條件的判斷,是近年來高考和會(huì)考試卷中的熱門題,也是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。結(jié)合解析幾何和高中試驗(yàn)課本數(shù)學(xué)第1冊(cè)關(guān)于充要條件的內(nèi)容,現(xiàn)歸納出如下三種解法:
1、定義法
(1)若A€H!B則A是B的充分條件,B是A的必要條件。
(2)若A€H!B且B≠>A,則A是B的充分非必要條件;B是A的必要非充分條件。
(3)若A€H#B,則A是B的充要條件。
(4)若A≠>B且B≠>A,則A既非B的充分條件,也非B的必要條件。
2、逆否法(命題法)
(1)若A€H!B,則A是B的必要條件;B是A的充分條件。
(2)若A€H!B且B≠>A,則A是B的必要非充分條件;B是A的充分非必要條件。
(3)若A€H#B,則A是B的充分條件。
(4)若A≠>B且B≠>A,則A既非B的充分條件,也非B的必要條件。
3、集合法
記條件A、B對(duì)應(yīng)的集合分別為A、B,則有
(1)若A€H誃(或B€H誂),則A是B的充分條件,B是A的必要條件。
(2)若A€H袯(或B€H誂),則A是B的充分非必要條件;B是A的必要非充分條件。
(3)若A=B(或B=A即B€H誂且A€H誃),則A是B的充要條件。
三、如何在實(shí)際中應(yīng)用
其實(shí)充要條件不僅僅是就題論題,還可以“一題多用”。
命題 已知A,B是△ABC的兩個(gè)內(nèi)角,則sinA>sinB€H#AB>。設(shè)R是△ABC外接圓的半徑,sinA>sinB€H#2RsinA>2RsinBa>bA>B命題為真。
利用上述命題,有時(shí)可以比較方便地解決一些三角形的問題。
四、在整個(gè)教學(xué)過程中如何教,應(yīng)用此理論
在高中數(shù)學(xué)課本中,介紹了“充分條件”和“必要條件”的概念,教學(xué)上往往是局限于能判斷給定命題中條件的充分性或必要性。實(shí)際上,有許多題目本身并未出現(xiàn)“充分條件”和“必要條件”的字樣,但在解題思考中,自覺應(yīng)用“充分條件”,“必要條件”的概念,卻成為加深理解,避免誤入歧途的重要保證。學(xué)生在解題思考中經(jīng)常會(huì)因忽視“充分條件”和“必要條件”的應(yīng)用而導(dǎo)致錯(cuò)解。
例1已知:2≤a+b≤4, 1≤a-b≤2,求4a-2b的范圍?
錯(cuò)解 由題設(shè)條件2≤a+b≤4 (1), 1≤a-b≤2 (2)
則(1)+(2)得 3≤2a≤6,即6≤4a≤12 (3),
由(2)得 -2≤-a+b-≤1 (4), (1)+(4) 得 0≤2b≤3,
即 -3≤-2b≤0 (5),(3)+(5) 得 3≤4a≤-2b≤12.
分析 本題的正確答案為54a-2b10。而上面解法的每個(gè)步驟,都應(yīng)用了不等式的性質(zhì),卻為什么得到錯(cuò)誤的答案呢?錯(cuò)誤的根本原因,是沒有運(yùn)用“充分條件”和“必要條件”的概念,區(qū)分不等式的性質(zhì)中,哪些可以用來解不等式,而哪些可以用來證明不等式。
證明不等式(或等式),只要求每一步的結(jié)論是前提的必要條件;但解不等式(或方程)要求的是同解過程,即必須是:“充分且必要”條件,不能只是必要條件。
正解 令4a-2b=m(a+b)+n(a-b),易得m=1,n=3
1≤a-b≤2, 3≤3(a-b)≤6 (1) 又 2≤a+b≤4 (2)
(1)+(2)得 5≤4a≤-2b≤10
上述例題錯(cuò)解在學(xué)生的解題中是經(jīng)??梢砸姷降模@樣的例子很多。題目本身并未現(xiàn)“充分條件”或“必要條件”的字樣,但整個(gè)解題過程卻都要應(yīng)用它進(jìn)行思考,可見它的重要性。
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(作者單位:湖北省襄陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院)