人教A版（2019）高中数学必修第一册1.4.1充分条件和必要条件 教案.docx

1.4.1 充分条件与必要条件教学目标：1通过研究实例抽象出充分条件与必要条件的概念，能利用充分条件与必要条件对具体的例子进行分析和表述，在这个过程中提升数学抽象素养2通过探索充分条件、必要条件与判定定理、性质定理的关系，进一步理解充分条件、必要条件，能进行充分条件、必要条件的判断与应用，在这个过程提升逻辑推理、直观想象和数学运算素养教学重点：充分条件、必要条件的意义；教学难点：必要条件的意义教学过程：（一）整体概览问题1：阅读课本第17页第一段，回答下列问题：（1）本节将要研究哪些内容？（2）本节要研究的对象在高中数学中的地位是怎样的？（3）并试着依据一个新概念的学习过程，给出你的研究思路与方法师生活动：学生独立思考，回答问题，生生、师生之间互相订正和补充预设的答案：对于问题1（1），学生应该能够完整地回答出：本节将要研究“若p，则q”形式的命题中p和q的关系，学习数学中的三个常用的逻辑用语充分条件、必要条件和充要条件对于问题1（2）和（3）估计学生会感到棘手由教师讲解（2）三个常用逻辑用语是数学语言的重要组成部分，是数学表达和交流的工具，是逻辑思维的基本语言（3）新概念的学习过程：具体实例定义表示辨析应用猜想：具体实例什么是充分条件、必要条件和充要条件？如何表示？如何判断？如何应用？设计意图：通过阅读，首先让学生对本节的研究内容、研究过程有个概览，提高学生学习的系统性；明确三种常用逻辑用语学习的必要性；通过类比所学知识，猜想新知识的研究思路和过程，有利于提高学生研究问题的能力和抽象概括能力（二）问题导入问题2：在初中，我们学习过命题，什么是命题？什么是真命题和假命题？你能举一些例子吗？并试着将你的例子改写成“若p，则q”的形式师生活动：根据学生列举的例子，教师和学生一起回顾初中学习的命题的相关知识：命题的概念、命题真假及其判断等，并引导学生关注到本节主要讨论的命题形式是：“若p，则q”，通过改写列举的命题，认识条件和结论设计意图：复习初中学过的关于命题、真命题、假命题的概念，认识命题的条件和结论，为后续学习做好铺垫引语：本节我们主要讨论“若p，则q”这种形式的命题，并进一步考察命题中p和q的关系，学习数学中的一些常用的逻辑用语（三）新知探究1形成概念问题3：下列“若p，则q”形式的命题中，哪些是真命题？哪些是假命题？（1）若平行四边形的对角线互相垂直，则这个平行四边形是菱形；（2）若两个三角形的周长相等，则这两个三角形全等；（3）若，则x=1；（4）若平面内两条直线a和b均垂直于直线l，则a/b师生活动：学生判断命题（1）（4）的真假，并得到命题（1）（4）为真命题，命题（2）（3）为假命题教师追问，引导学生将具体结论一般化追问1：关于命题（1）和命题（4），由条件p通过推理可以得到结论q，所以它们是真命题对于一般的“若p，则q”形式的命题，如果由p通过推理可以得到q，那么这个命题为真命题吗？反过来，如果这个命题是真命题，那么由p通过推理一定可以得到q吗？追问2：关于命题（2）和命题（3），由条件p通过推理不能得到结论q，所以它们是假命题对于一般的“若p，则q”形式的命题，如果由p通过推理不能得到q，那么这个命题为假命题吗？反过来，如果这个命题是假命题，那么由p通过推理一定不能得到q吗？教师引导学生梳理讨论的结果，由教师讲解或者学生阅读课本获得定义：一般地，“若p，则q”为真命题，就是指由p通过推理可以得到q这时，我们就说，由p可以推出q，记作并且说，p是q的充分条件（sufficient condition），q是p的必要条件（necessary condition）如果“若p，则q”为假命题，那么由条件p不能推出结论q，记作p q此时，我们就说p不是q的充分条件，q不是p的必要条件设计意图：从学生熟悉的命题出发，在判断“若p，则q”形式命题真假的基础上，明确“命题的真假”与“由p推出q”的关系，从而形成充分条件和必要条件的定义3辨析概念问题4：根据定义，在上述命题（1）（4）中，p是否为q的充分条件？q是否为p的必要条件？为什么？师生活动：学生可以解决这个问题答案略追问1：判断p是否为q的充分条件，q是否为p的必要条件的依据和方法是什么？师生活动：学生独立思考，展示交流，给出总结及解释预设的答案：判断充分（必要）条件的依据是：充分条件和必要条件的定义具体方法是：命题法：判断命题“若p，则q”的真假设计意图：利用定义解决问题，形成方法追问2：对于命题（1）满足，那么若q不成立，p成立吗？请你解释对于命题（4）呢？一般地，当时，那么若q不成立，p成立吗？你能据此说明为什么此时称q为p的必要条件？师生活动：学生独立思考，展示交流预设的答案：p是q的充分条件，即p成立足够推出q成立；q是p的必要条件，即如果q不成立，p一定不成立，所以q对于p成立而言是必要的设计意图：通过对具体例子的辨析，学会判断充分条件和必要条件的方法；借助具体例子，明确充分条件和必要条件的含义，突破理解必要条件这一难点例1 下列“若p，则q”形式的命题中，哪些命题中的p是q的充分条件？（1）若四边形的两组对角分别相等，则这个四边形是平行四边形；（2）若两个三角形的三边成比例，则这两个三角形相似；（3）若四边形为菱形，则这个四边形的对角线互相垂直；（4）若，则；（5）若，则；（6）若为无理数，则为无理数追问1：判断p是q的充分条件的依据与方法分别是什么？（答案略）师生活动：学生独立完成，要求写出判断过程和结果，然后展示交流，教师帮助学生规范过程预设的答案：解：（1）这是一条平行四边形的判定定理，所以p是q的充分条件（2）这是一条相似三角形的判定定理，所以p是q的充分条件（3）这是一条菱形的判定定理，所以p是q的充分条件（4）由于，但，pq，所以p不是q的充分条件（5）由等式的性质知，所以p是q的充分条件（6）为无理数，但为有理数，pq，所以p不是q的充分条件（4）除了用判断命题的真假判断充分条件之外，还可以用集合关系来判断充分条件对于命题“若p，则q”，集合，集合，若，则p是q的充分条件解：方程的解集为，而，所以p不是q的充分条件追问2：命题（1）给出了“四边形是平行四边形”的一个充分条件，即“四边形的两组对角分别相等”这样的充分条件唯一吗？如果不唯一，请你再写出几个不同的充分条件预设的答案：若四边形一组对边平行且相等，则这个四边形是平行四边形；若四边形两条对角线互相平分，则这个四边形是平行四边形；若四边形的两组对边分别相等，则这个四边形是平行四边形；若四边形的两组对边分别平行，则这个四边形是平行四边形追问3：根据上述分析，你认为充分条件与判定定理之间有怎样的关系？（答案：数学中的每个判定定理都给出了相应数学结论成立的一个充分条件）设计意图：一是进一步熟悉利用判断命题真假来判定充分条件的方法，同时了解利用集合关系判断充分条件的方法，比如（4）；二是通过典型的数学命题，理解数学中的判定定理和充分条件的关系，进一步深化对充分条件的理解例2 下列“若p，则q”形式的命题中，哪些命题中的q是p的必要条件？（1）若四边形为平行四边形，则这个四边形的两组对角分别相等；（2）若两个三角形相似，则这两个三角形的三边成比例；（3）若四边形的对角线互相垂直，则这个四边形为菱形；（4）若，则；（5）若，则；（6）若为无理数，则为无理数追问1：类比例1如何完成例2？（答案略）师生活动：学生独立完成，要求写出判断过程和结果，然后展示交流，教师帮助学生规范过程预设的答案：解：（1）这是平行四边形的一条性质定理，所以q是p的必要条件（2）这是相似三角形的一条性质定理，所以q是p的必要条件（3）对于筝形，对角线互相垂直，但它不是菱形，pq，所以q不是p的必要条件（4）显然，所以q是p的必要条件（5）当c=0，结论不成立，pq，所以q不是p的必要条件（6）为无理数，但不全是有理数，pq，所以q不是p的必要条件追问：类比例1，你能用集合法解答（4）吗？用集合关系来判断必要条件对于命题“若p，则q”，集合，集合，若，则q是p的必要条件解：方程的解集为，而，所以q是p的必要条件追问2：命题（1）给出了“四边形是平行四边形”的一个必要条件，即“四边形的两组对角分别相等”这样的必要条件唯一吗？如果不唯一，请你再写出几个不同的必要条件预设的答案：若四边形为平行四边形，则这个四边形的一组对边平行且相等；若四边形为平行四边形，则这个四边形两条对角线互相平分；若四边形为平行四边形，则这个四边形的两组对边分别相等；若四边形为平行四边形，则这个四边形两组对边分别平行追问3：根据上述分析，你认为必要条件与性质定理的关系如何？（答案：数学中的每个性质定理都给出了相应数学结论成立的一个必要条件）设计意图：一是进一步熟悉利用判断命题真假判定必要条件的方法，同时了解利用集合关系判断必要条件的方法，比如（4）；二是通过典型的数学命题，理解数学中的性质定理和必要条件的关系，进一步深化对必要条件的理解3应用概念例3 已知，p：，q：（1）若p是q的充分条件，求实数m的取值范围；（2）若p是q的必要条件，求实数m的取值范围追问：对于（1），根据充分条件的定义，两个条件p与q对应的数集之间应该有怎样的关系？对于（2）呢？师生活动：学生独立思考，然后讨论交流，形成（1）的解题思路然后学生独立写出（1）的解答过程，并类比（1）完成（2）的解答，展示交流，教师帮助学生规范过程预设的答案：因为p是q的充分条件，所以条件p对应的数集中的每个元素都应该在条件q对应的数集中，所以，从而将问题转化为已知集合关系求参数范围解：（1）因为p是q的充分条件，所以解得；（2）因为p是q的必要条件，所以解得设计意图：通过充分条件、必要条件的逆用，将问题转化为集合之间关系问题，进一步在变化的情境中加深对概念的理解。（四）归纳小结 布置作业问题5：本节课我们学习了充分条件和必要条件，充分条件和必要条件的含义分别是什么？对于“若p，则q”命题，判断p是否为q的充分条件或者必要条件的方法有哪些？充分条件、必要条件与数学中的判定定理、性质定理有什么关系？对照问题1中给出的研究内容和思路，你有没有需要补充的内容？师生活动：师生一起总结预设的答案：充分条件和必要条件的含义：p是q的充分条件，即p成立足够推出q成立；q是p的必要条件，即如果q不成立，p一定不成立，所以q对于p成立而言是必要的对于“若p，则q”命题，判断p是否为q的充分条件或必要条件的方法：命题法和集合法（1）命题法：判断命题“若p，则q”的真假，若其为真，则p是q的充分条件，q是p的必要条件；若其为假，则p不是q的充分条件，q不是p的必要条件（2）集合法：集合，集合，若，则p是q的充分条件，q是p的必要条件；若，则p不是q的充分条件，q不是p的必要条件数学中的每个判定定理都给出了相应数学结论成立的一个充分条件数学中的每个性质定理都给出了相应数学结论成立的一个必要条件研究内容及思路：在大量实例感知的基础上，抽象出充分条件、必要条件的概念；然后依据定义寻找判断充分条件、必要条件的方法；并利用新知重新认识以前的一些知识（判定定理、性质定理）设计意图：通过梳理本节课的内容，让学生进一步明确充分条件、必要条件的含义以及它们在数学中的地位，同时进一步梳理它们的研究思路作业布置：教科书第20页练习第1，2，3题（五）目标检测设计1下列“若，则”形式的命题中，哪些命题中的是的充分条件？哪些命题中的是的必要条件？（1）若，则；（2）若，则；（3）若两个三角形全等，则这两个三角形面积相等；（4）若，则集合中至少有一个为空集设计意图：考查充分条件与必要条件的判断方法2（1）设，则的一个必要条件是（ ）A B C D（2）写出“x4”的一个充分条件：_设计意图：考查充分条件与必要条件的概念3已知集合，若成立的一个充分条件是，求实数m的取值范围设计意图：考查充分条件的逆用。参考答案：1（1）p是q的充分条件，q是p的必要条件；（2）p不是q的充分条件，q不是p的必要条件；（3）p是q的充分条件，q是p的必要条件；（4）p不是q的充分条件，q不是p的必要条件2（1）A；（2）说明：答案不唯一3解：因为是的充分条件，所以，则，解得