浙江 2014 · 数学 q02
题解图(原卷截图 · 含答案与官方解析)

文字转写(题面 + 答案)
题面
- 已知 是虚数单位, , 则“”是“”的 ( )
A. 充分不必要条件
B. 必要不充分条件
C. 充分必要条件
D. 既不充分也不必要条件
答案
A
本题的知识树
6 概念 · 2 公式 · 1 定理 · 1 题型 · 1 套路 · 1 易错点 · 最深 4 层。长链是构建期派生的,源文件里只有最小一步。
定理复数相等的充要条件入口两个方向各判一次,反向老老实实解方程组
易错点充分与必要说反入口
- 概念充要条件↑ 见上
攻略(零基础 → 会做)
平方根成对出现 · 左边一个点、右边两个点,只能是充分不必要 · 最终答案:A
冷启动:这类题的动作是固定的
题面把两句话摆在一起,问前一句是后一句的什么条件:
四个选项恰好是 与 这两个方向的四种真假组合, 所以动作是固定的:两个方向各判一次,再对号入座。判「成立」要给推理, 判「不成立」只需要举出一个反例。
这道题的两个方向难度差得很远:
- 正向():、 已经被钉死成 ,代进去算一次就完;
- 反向():、 是未知的,要问「满足 的 只有 吗」。
反向那一步就是全题的胜负手。它有两种做法:把方程组老老实实解干净(解法一), 或者干脆不解:注意到 与 的平方相同, 把正向已经验过的那个根取个相反数,反例就现成地摆在那里(解法二)。
解法一:两个方向各判一次,反向老老实实解方程组
第一步:正向,一次代入
时 ,于是
成立, 是 的充分条件。
第二步:反向,把 展开成一个实数方程组
反过来设 ,其中 。左边展开:
右边 的实部是 、虚部是 。两个复数相等当且仅当实部与虚部分别相等,于是
这一步是全题唯一用到复数的地方:把一个复数方程换成两个实数方程。 换完之后就是纯粹的解方程组了。
第三步:解这个方程组
第二式给出 ,所以 与 同号。 第一式给出 ,即 。同号加上等模,只能是 (若 ,则 ,与 矛盾)。
代回第二式:,,。于是
满足 的有两组, 只指定了其中一组。 所以 不成立。
第四步:对号入座
正向成立、反向不成立,按定义就是: 是 的充分不必要条件。
用集合的语言说更直观——把两个条件各自的解集写出来:
小的那一边是充分条件,大的那一边是必要条件。 这里 真包含于 , 所以 充分而不必要,一个字都不会说反。

解法二:反向不解方程,把验过的那个根取相反数
第一步:正向照旧
还是那一次代入:。充分性成立。
但这一步顺手留下了一件东西——一个已经验证过的、满足 的复数 。
第二步:反例是现成的
任何复数 都满足
一个数和它的相反数平方相同。 既然 的平方是 ,那么 的平方也是 。 把它写回 的形式:,。这一组
- 满足 : ✓
- 不满足 : ✗
这就是一个反例, 当场垮掉。 反向不成立,加上第一步的正向成立,选 A。
为什么一个反例就够
「」是一句全称论断:所有满足 的 都满足 。 要否掉全称论断,造一个满足全部前提、却使结论失败的实例就够了,不必知道满足 的还有哪些。
这里甚至连「造」都省了:反例是从已经算过的那个正例免费长出来的。 解法一花在第三步的全部力气——同号、等模、、——都是在求一个我们并不需要的东西: 满足 的完整解集。判必要性不需要完整解集,只需要「除了 还有别的」。
这条路的一般形
值得记住的不是这道题,而是背后那一句:
于是凡是形如「」是「」的什么条件的题,右边天然多出一个 , 答案多半是充分不必要。这只是一条预判,不能代替判断:正向那一次代入还是要算 (万一 ,连充分性都不成立), 即 的退化情形也要看一眼。 预判省下的是反向那一半——它告诉你别去解方程组,直接取相反数。
两条路怎么选
| 解法一 | 解法二 | |
|---|---|---|
| 反向怎么办 | 展开、实虚部对应相等、解方程组 | 不解,把 取相反数 |
| 求出了什么 | 满足 的全部解 与 | 只求出一个反例 |
| 用到的知识 | 复数相等的充要条件、复数乘法 | 只用 |
| 大约几步 | 四步 | 两步 |
| 会卡在哪 | 由 直接写 ,漏了 这个理由 | 想不到反例;或找到反例后把「充分」「必要」填反 |
| 什么时候必须走它 | 题目改问「求出所有满足 的 」 | 选择题、且只要判方向 |
考场上当然走解法二。但解法一那第三步值得单独练一遍:由 得到 是需要理由的 ( 也满足 ),那个理由来自另一式 。 这种「两式联手才能定号」的小推理,在解析几何和三角里会反复出现。
一句话带走
判充分必要,两个方向要分开做,而且做法根本不对称: 判「成立」要一条完整的推理链,判「不成立」只要一个反例。 这道题的反例甚至不用另找—— 里的平方号自带一对相反数, 看见平方就该想到「根是成对的」,右边那个条件天生比左边松。