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        充要條件的教學(xué)淺析

        2015-04-29 00:00:00徐文明
        今日湖北·下旬刊 2015年2期

        充要條件是數(shù)學(xué)中一個(gè)重要概念,包括充分條件、必要條件、充要條件。它主要討論命題的條件與結(jié)論的關(guān)系。本文擬通過(guò)課堂教學(xué)分析,使學(xué)生透徹理解和掌握這些關(guān)系及其本質(zhì)特征,并能正確地應(yīng)用這些概念對(duì)數(shù)學(xué)命題的條件和結(jié)論之間的邏輯關(guān)系作出判斷,進(jìn)而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性,培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力,提高課堂教學(xué)的有效性。教學(xué)分析如下:

        一、充分條件

        定義:性質(zhì)A對(duì)于性質(zhì)B的存在是充分的特征,如果有A的成立,可以得到B的成立。這就是說(shuō),條件A能保證結(jié)論B的成立,即條件A對(duì)于結(jié)論B的成立是充足的。

        例1 如果兩個(gè)三角線全等,那么這兩個(gè)三角形的面積相等。

        例2 若a,b都是正數(shù),則ab也是正數(shù)。

        例3 如果f(a)=0,那么多項(xiàng)式f(x)能被x-a整除。

        在例1中,顯然兩個(gè)三角形全等的條件,完全保證了這兩個(gè)三角形面積相等的結(jié)論的成立;如果把條件改為兩個(gè)等底等高的三角形,這個(gè)結(jié)論仍能成立。但是,如果把命題的條件和結(jié)論互換,即如果兩個(gè)三角形的面積相等,就不一定是全等三角形。

        根據(jù)上面的討論,對(duì)于充分條件的特征我們可以概括為:有此則必然,無(wú)此未必然?,F(xiàn)在我們對(duì)這一特征作具體的分析:

        (1)所謂“有此則必然”,記作A B,即表示只要具備了條件A,事件B一定能夠成立。如例2,a,b都是正數(shù)的條件,也完全保證了積ab是正數(shù)的這個(gè)結(jié)論成立。

        (2)所謂“無(wú)此未必然”,應(yīng)作兩方面理解,即“未必然”包含著“然”與“不然”兩種可能。

        (1)先看“無(wú)此也可然”的情形,如例2,如果把條件改為a,b都是負(fù)數(shù),結(jié)論也仍然成立,這說(shuō)明,對(duì)于充分條件,只要有此即可,并不是非此不可。換句話說(shuō),把條件A撤換后,命題中的結(jié)論仍有成立的可能。

        (2)再看“無(wú)此也可不然”,如例3,如果f(a)≠0,那么多項(xiàng)式f(x)就不能被x-a整除。這就是說(shuō),如果沒(méi)有條件A,事件B就不可能成立。

        (3)如果把條件和結(jié)論互換(或互否),命題不一定成立,即B A不真(或A B不真)。仍如例2,若ab積為正數(shù),這兩個(gè)數(shù)不一定是正數(shù)。

        事實(shí)上,例1,例2,例3的條件對(duì)于各自結(jié)論的成立來(lái)說(shuō)都是充分條件,而例1,例2由于他們的逆命題或否命題不真,則條件僅僅是充分的。

        二、必要條件

        定義:性質(zhì)B對(duì)于性質(zhì)A的成立,是必要的特征,如果B不成立時(shí),不可能有A成立。這就是說(shuō),如果沒(méi)有條件B就沒(méi)有結(jié)論A,那么就說(shuō)條件B對(duì)于結(jié)論A的成立是必要的。

        例4 如果tanA=tanB,那么A=B。

        例5 對(duì)應(yīng)角相等的兩個(gè)三角形全等。

        我們可以看出,這兩個(gè)命題是不成立的,但他們的逆命題都成立。另一方面,命題中條件對(duì)于推出各自的結(jié)論又都是必不可少的。但僅有這些條件,對(duì)于保證結(jié)論的成立,也還是不夠的,而沒(méi)有這些條件,結(jié)論就不成立。

        類(lèi)似前面的討論,對(duì)于必要條件的特征,也可概括為有此不必然,無(wú)此必不然。我們也對(duì)這個(gè)特征作具體分析:

        (1)所謂“有此不必然”,即如果具備了條件B,不能保證結(jié)論A一定成立。這里也包含著“然”與“不然”兩種可能。如例4,例5的條件就不能保證結(jié)論一定成立,因此是不夠的。而前面例3的條件,對(duì)于結(jié)論的成立是必要的,又是充分的。

        (2)至于“無(wú)此必不然”,就是說(shuō)如果沒(méi)有條件B,則事件A就不能成立,即條件B是不能被撤換的。如例4,顯然若tanA≠tanB,則A≠B。

        (3)如果把條件B和結(jié)論A互換(或互否),命題一定成立。即逆命題或否命題為真。如例5,若兩個(gè)三角形全等,則他們的對(duì)應(yīng)角相等。

        例3,例,4,例5的條件對(duì)于各自結(jié)論的成立來(lái)說(shuō),都是必要條件,而例4,例5,由于只是逆命題為真而原命題不真,即條件并不能保證結(jié)論一定成立,故條件僅僅是必要的。

        三、充要條件

        定義:性質(zhì)A對(duì)于性質(zhì)B是充分必要的特征,如果A的成立,得出B的成立;并且A不成立時(shí),不可能有B成立。這就是說(shuō):如果原命題的成立,他的逆命題也成立,則我們說(shuō)原命題的條件是既充分而又必要的,也即A B。

        例6 若b2-4ac=0,則實(shí)系數(shù)方程ax2+bx+c=0(a≠0)必要等根。

        例6還可敘述成:要使實(shí)系數(shù)方程ax2+bx+c=0(a≠0)有等根,必須且只須b2-4ac=0。這里術(shù)語(yǔ)“必須”表示“必要條件”,而“只須”就表示“充分條件”。同樣,對(duì)于例3我們也可敘述為“要使多項(xiàng)式f(x)能被x-a整除,必須且只須f(a)=0”或當(dāng)且僅當(dāng)f(a)=0,多項(xiàng)式f(x)能被x-a整除”。

        如果A是B的充分必要條件,那么B也是A的充分必要條件。在實(shí)際應(yīng)用中,我們把充分必要條件簡(jiǎn)稱(chēng)為充要條件。同時(shí),還必須了解,我們說(shuō)充分條件,應(yīng)視為也包含充要條件,不要把它看成只“僅僅是充分的但非必要的”,即充分條件可以是充要條件,也可以是“僅僅是充分的”,對(duì)于必要條件,也可作同樣的理解。

        (作者單位:襄陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院)

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