教材 · 数学 Course 1 · 数与式 · 集合与命题

命题与条件、充要条件

命題と条件・必要十分条件

2 集合と命題 / 命題と条件
一句话结论

p⟹qp\Longrightarrow q 为真就是 P⊂QP\subset Q:小集合 PP 是充分条件,大集合 QQ 是必要条件;两个方向都真(P=QP=Q)是充要条件。说假只要一个反例(满足 pp 却不满足 qq),说真必须讲出对所有情况都成立的理由。

「x=2x=2 就有 x2=4x^2=4」对,反过来「x2=4x^2=4 就有 x=2x=2」不对,因为还有 x=−2x=-2。EJU 几乎每回都在某道大题里插一个四选一:这个条件是那个条件的必要条件、充分条件、两者都是,还是都不是。判断只有一个办法:两个方向各查一次。查得最快的工具,是上一节的集合。

为什么是这样

能明确判断对错的陈述叫命题(命題),对的为真(真),错的为假(偽)。「11 亿是很大的数」没有判断标准,不是命题。「x>0x>0」这类含变量的陈述,真假随 xx 变,叫关于 xx 的条件(条件)。「若 pp 则 qq」写作 p⟹qp\Longrightarrow q,pp 是假设(仮定),qq 是结论(結論),意思是:凡满足 pp 的 xx,都满足 qq。

所以说它假,只要找到一个满足 pp 却不满足 qq 的 xx,叫反例(反例);说它真,必须对所有满足 pp 的 xx 讲出理由,举几个成立的例子不算数。把满足 pp、qq 的 xx 的全体记作 PP、QQ,「凡 PP 里的都在 QQ 里」正是 P⊂QP\subset Q,反例就是 PP 伸出 QQ 外的点。条件用「且」「或」(かつ・または)连起来,对应 P∩QP\cap Q、P∪QP\cup Q。

p⟹qp\Longrightarrow q 为真时,pp 叫 qq 的充分条件(十分条件):有 pp 就足以保证 qq;qq 叫 pp 的必要条件(必要条件):没有 qq 就不可能有 pp。看集合,小的 PP 充分,大的 QQ 必要。两个方向都真,即 P=QP=Q,pp 与 qq 互为充要条件(必要十分条件),也叫同值(同値),记 p  ⟺  qp\iff q。

命题的真假就是集合的包含:P 装在 Q 里则「p ならば q」为真,伸出去的点是反例p ⟹ q 为真PQP ⊂ Q小的 P:p 是充分条件大的 Q:q 是必要条件p ⟹ q 为假反例PQP 有一块伸出 Q 外那里的点就是反例(满足 p,不满足 q)p ⟺ q(两个方向都真)P = QP = Q互为充要条件(同值)充分条件 p真必要条件 q箭头从充分条件指向必要条件(じゅう → よう)

定量表达

判断「pp 是 qq 的什么条件」,把 p⟹qp\Longrightarrow q 和 q⟹pq\Longrightarrow p 各判一次,按公式块的表读答案。箭头从充分指向必要,日本学生记作「じゅう→よう」。国内教材的「充分条件」「充要条件」就是日文的「十分条件」「必要十分条件」。

实数条件常用这几条:a2≥0a^2\ge0,等号只在 a=0a=0 时成立,所以 x2+y2=0  ⟺  x=y=0x^2+y^2=0\iff x=y=0;xy=0  ⟺  xy=0\iff「x=0x=0 或 y=0y=0」;c>0c>0 时 ∣x∣<c  ⟺  −c<x<c\lvert x\rvert<c\iff -c<x<c。不等式给出的条件,把 PP、QQ 画在数轴上比包含关系,端点取不取得到要单独看。

p⇒qq⇒pp 是 q 的真假充分条件,不是必要条件假真必要条件,不是充分条件真真充要条件(必要十分条件)假假既不充分也不必要\begin{array}{cc|l} p\Rightarrow q & q\Rightarrow p & p\ \text{是}\ q\ \text{的}\\ \hline \text{真} & \text{假} & \text{充分条件,不是必要条件}\\ \text{假} & \text{真} & \text{必要条件,不是充分条件}\\ \text{真} & \text{真} & \text{充要条件(必要十分条件)}\\ \text{假} & \text{假} & \text{既不充分也不必要}\end{array}
p, qp,\ q
两个条件;表的最后一栏回答「pp 是 qq 的什么条件」
p⇒qp\Rightarrow q
命题「若 pp 则 qq」
q⇒pq\Rightarrow p
反方向的命题「若 qq 则 pp」
适用条件
  • 箭头从充分条件指向必要条件:p⟹qp\Longrightarrow q 真时,pp 充分、qq 必要
  • 问的是「前面那个条件」对「后面那个条件」的关系;主语换了,必要与充分也跟着对调

怎么用

四选一按三步:① 写出 p⟹qp\Longrightarrow q、q⟹pq\Longrightarrow p 两句;② 每句先找反例,找到就是假,找不到再说明为真(集合包含或式子变形);③ 查表。反例往特殊处找:00、负数、两数相等、2\sqrt2 这类无理数,整数则试奇偶。EJU 问「pp は qq であるための 0ア\blank{ア}」,选项是「必要条件であるが,十分条件ではない」等四句,每回编号顺序可能不同,要看清再填。

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