(1) p:|p|≥2,p∈R;q:方程x2+px+p+3=0有实根.
(2) p:圆x2+y2=r2与直线ax+by+c=0相切;q:c2=(a2+b2)r2,其中a2+b2≠0,r≠0.
(3) 设集合M={x|x>2},N={x|x<3},p:x∈M∩N;q:x∈M∪N.
解析 (1) 当|p|≥2时,例如p=3,此时方程x2+px+p+3=0无实根,因此“若p则q”为假命题;当方程x2+px+p+3=0有实根时,根据判别式有p≤-2或p≥6,此时|p|≥2成立,因此“若q则p”为真命题.故p是q的必要不充分条件.
(2) 若圆x2+y2=r2与直线ax+by+c=0相切,则圆心(0,0)到直线ax+by+c=0的距离等于r,即r=,化简可得c2=(a2+b2)r2,因此“若p则q”为真命题;反过来,由c2=(a2+b2)r2,可得r=,即圆心(0,0)到直线ax+by+c=0的距离等于r,由解析几何知识得圆与直线相切,因此“若q则p”为真命题.故p是q的充要条件.
(3) M∩N=(2,3),M∪N=R,若x∈(2,3),此时显然有x∈R,因此“若p则q”为真命题;反过来,若x∈R,例如x=5,此时x?埸(2,3),因此“若q则p”为假命题.故p是q的充分不必要条件.
突破 ①从逻辑的观点理解:判断充分性、必要性的前提是判断给定命题的真假性,若“若p则q”为真命题,则p是q的充分条件;若“若q则p”为真命题,则p是q的必要条件;若两者都是真命题,则p是q的充要条件;若两者都是假命题,则p是q的既不充分也不必要条件.②从集合的观点理解:建立命题p,q相应的集合. p:A={x|p(x)成立},q:B={x|q(x)成立}.那么:若A?哿B,则p是q的充分条件;若B?哿A,则p是q的必要条件;若A=B,则p是q的充要条件.若A?芫B且B?芫A,则p是q的既不充分也不必要条件.
例3 已知数列{an}的前n项和Sn=pn+q(p≠0且p≠1),求证:数列{an}为等比数列的充要条件为q=-1.
解析 充分性:当q=-1时,a1=p-1;当n≥2时,an=Sn-Sn-1=pn-1(p-1).于是当n≥1时,=p,即数列{an}为等比数列.
必要性:当n=1时,a1=S1=p+q;当n≥2时,an=Sn-Sn-1
=pn-1(p-1).因为p≠0且p≠1,于是=p.又因为数列{an}为等比数列,所以==p,即=p,解之得q=-1.
综上所述,q=-1为数列{an}为等比数列的充要条件.
突破 证明p是q的充要条件需要分两步:①充分性,把p作为已知条件,结合命题的前提条件,推出q;②必要性,把q作为已知条件,结合命题的前提条件,推出p.最后综上所述,可得p是q的充要条件.特别注意:充分条件的意义只在于保证结论成立,而不管它对结论成立是否必要;必要条件的意义只在于要使结论成立它必不可少,而不管它对结论成立是否充分.因此,在进行恒等变形或探求充要条件的过程中,只注意推导过程的充分性,其结果有可能缩小范围;只注意推导过程的必要性,其结果有可能扩大范围.
3. “简单逻辑联结词”的难点在于复合命题的真假性判断以及“命题的否定”与“否命题”的区分
例4 指出下列命题的真假.
(1) -1是奇数或偶数;
(2) 属于集合Q,也属于集合R;
(3) A?埭(A∪B).
解析 (1) 此命题为“p或q”的形式,其中p:-1是奇数;q:-1是偶数.因为p为真命题,所以原命题为真命题.
(2) 此命题为“p且q”的形式,其中p:属于集合Q;q:属于集合R.因为只有q为真命题,所以原命题为假命题.
(3) 此命题为“非p”的形式,其中p:A?哿(A∪B).因为p为真命题,所以原命题为假命题.
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