从 $p$ 出发
$p\Rightarrow q$$p$ 足以保证 $q$,所以称 $p$ 是 $q$ 的充分条件。
判断一个条件对另一个条件是充分还是必要,先固定共同的讨论范围 $D$,再看命题的推出方向;遇到参数问题,还可以比较条件在 $D$ 中筛出的集合 $P,Q$。这样既能分清关系名称,也能求出参数的取值范围。
先固定共同的讨论范围 $D$,再区分关于 $x$ 的条件 $p(x),q(x)$ 与由它们组成的完整命题。
如果对每一个 $x\in D$,只要 $p(x)$ 成立,$q(x)$ 就一定成立,那么命题“若 $p(x)$,则 $q(x)$”是真命题,简记为 $p\Rightarrow q$。
同一条箭头从两端观察,会得到“充分”和“必要”两个名称。
$p$ 足以保证 $q$,所以称 $p$ 是 $q$ 的充分条件。
每个满足 $p$ 的对象都必须满足 $q$,所以称 $q$ 是 $p$ 的必要条件。
判断“$p$ 是不是 $q$ 的必要条件”时,必须另查反方向 $q\Rightarrow p$,不能把“必要”误解成原箭头会自动倒转。
把两个条件放在共同范围 $D=\mathbb R$ 内,先证明正向箭头,再用反例检查反向箭头。
正向成立说明 $p$ 是 $q$ 的充分条件,反向不成立说明 $p$ 不是 $q$ 的必要条件。因此,$p$ 是 $q$ 的充分不必要条件;换一个观察方向,$q$ 是 $p$ 的必要不充分条件。
条件本身不是集合,但每个条件都能从共同范围 $D$ 中筛出一批对象。把这些对象组成集合,推出方向就能翻译成包含方向。
回到刚才的例子,两个条件筛出的集合是
因为 $P\subsetneqq Q$,$P$ 中的每个实数也都属于 $Q$,这正对应 $p\Rightarrow q$。
如果 $P,Q$ 互不包含,两条推出方向都不成立,那么 $p$ 是 $q$ 的既不充分也不必要条件。
把刚才的端点 $2$ 改成参数 $a$。先比较两个条件关于变量 $x$ 的集合,再把集合关系翻译成参数 $a$ 的范围。
参数 $a$ 移动区间端点,三种位置关系对应三种条件关系。
$a>1$ 时,$x>a$ 能推出 $x>1$,反方向不一定成立;$a<1$ 时,推出方向正好相反;$a=1$ 时,两个条件筛出的范围完全相同。
$p_a$ 是 $q$ 的充分条件,当且仅当 $a\ge 1$。
$p_a$ 是 $q$ 的必要条件,当且仅当 $a\le 1$。
只有题目要求“充分不必要”或“必要不充分”时,才要排除 $a=1$,分别得到 $a>1$ 或 $a<1$。还要分清两种范围:$D,P_a,Q$ 描述变量 $x$ 的范围,而 $a>1$、$a=1$、$a<1$ 描述参数 $a$ 的取值范围。
先固定两个条件共同的讨论范围 $D$,再求出它们关于变量 $x$ 的集合 $P,Q$。把题目要求翻译成 $P\subseteq Q$、$Q\subseteq P$ 或 $P=Q$,解出参数范围后,再根据集合相等或真包含命名关系。
命题箭头说明“充分、必要”的含义,集合包含则把方向变成可以比较、可以计算的取值范围关系。
固定 $D$ → 求 $P,Q$ → 翻译包含或相等 → 解参数 → 命名关系。