内容正文:
逻辑推理的关键要素是:逻辑的起点、推理的形式、结论的表达.解决双变量“存在性或任意性”问题关键就是将含有全称量词和存在量词的条件“等价转化”为两个函数值域之间的关系(或两个函数最值之间的关系),目的在于培养学生的逻辑推理素养和良好的数学思维品质.
一、形如“对任意x1∈A,都存在x2∈B,使得g(x2)=f(x1)成立”
[例1] 已知函数f(x)=x3+(1-a)x2-a(a+2)x,g(x)=x-,若对任意x1∈[-1,1],总存在x2∈[0,2],使得f′(x1)+2ax1=g(x2)成立,求实数a的取值范围.
[解析] 由题意知,g(x)在[0,2]上的值域为.
令h(x)=f′(x)+2ax=3x2+2x-a(a+2),则h′(x)=6x+2,由h′(x)=0得x=-.当x∈时,h′(x)<0;当x∈时,h′(x)>0,所以[h(x)]min=h=-a2-2a-.又由题意可知,h(x)的值域是的子集,所以解得实数a的取值范围是[-2,0].
[点评] 理解全称量词与存在量词的含义是求解本题的关键,此类问题求解的策略是“等价转化”,即“函数f(x)的值域是g(x)的值域的子集”从而利用包含关系构建关于a的不等式组,求得参数的取值范围.
二、形如“存在x1∈A及x2∈B,使得f(x1)=g(x2)成立”
[例2] 已知函数f(x)=
函数g(x)=ksin -2k+2(k>0),若存在x1∈[0,1]及x2∈[0,1],使得f(x1)=g(x2)成立,求实数k的取值范围.
[解析] 由题意,易得函数f(x)的值域为[0,1],g(x)的值域为,并且两个值域有公共部分.先求没有公共部分的情况,即2-2k>1或2-k<0,解得k<或k>,所以要使两个值域有公共部分,k的取值范围是.
[点评] 本类问题的实质是“两函数f(x)与g(x)的值域的交集不为空集”,上述解法的关键是利用了补集思想.另外,若把此种类型中的两个“存在”均改为“任意”,则“等价转化”策略是利用“f(x)的值域和g(x)的值域相等”来求解参数的取值范围.
三、形如“对任意x1∈A,都存在x2∈B,使得f(x1)<g(x2)成立”
[例3] 已知函数f(x)=x+,g(x)=2x+a,若∀x1∈,∃x2∈[2,3],使得f(x1)≤g(x2),则实数a的取值范围是________ .
[解析] 依题意知f(x)max≤g(x)max.
∵f(x)=x+在上是减函数,
∴f(x)max=f=.
又g(x)=2x+a在[2,3]上是增函数,
∴g(x)max=8+a,
因此≤8+a,则a≥.
[答案]
[点评] 理解量词的含义,将原不等式转化为[f(x)]max≤[g(x)]max,利用函数的单调性,求f(x)与g(x)的最大值,得关于a的不等式求得a的取值范围.
保分练
1.命题“∃x0∈∁RQ,x∈Q”的否定是( )
A.∃x0∉∁RQ,x∈Q B.∃x0∈∁RQ,x∈Q
C.∀x∉∁RQ,x3∈Q D.∀x∈∁RQ,x3∉Q
解析 该特称命题的否定为“∀x∈∁RQ,x3∉Q”.
答案 D
2.(2022·沧州七校联考)“∀x∈R,2x-<1”的否定为( )
解析 由全称命题的否定是特称命题可得“∀x∈R,2x-<1”的否定为“∃x0∈R, ≥1”.故选D.
答案 D
3.(2022·广东梅州质检)下列命题中的假命题是( )
A.∀x∈R,ex-1>0 B.∀x∈N*,(x-1)2>0
C.∃x∈R,ln x<1 D.∃x∈R,tan x=2
解析 因为当x=1时,(x-1)2=0,所以B为假命题.故选B.
答案 B
4.命题p:甲的数学成绩不低于100分,命题q:乙的数学成绩低于100分,则p∨(¬q)表示( )
A.甲、乙两人的数学成绩都低于100分
B.甲、乙两人至少有一人的数学成绩低于100分
C.甲、乙两人的数学成绩都不低于100分
D.甲、乙两人至少有一人的数学成绩不低于100分
解析 由于命题q:乙的数学成绩低于100分,因此¬q:乙的数学成绩不低于100分.所以p∨(¬q)表示甲、乙两人至少有一人的数学成绩不低于100分.
答案 D
5.已知集合A={y|y=x2+2},集合B={x|y=lg},则下列命题中真命题的个数是( )
①∃m∈A,m∉B;②∃m∈B,m∉A;③∀m∈A,m∈B;④∀m∈B,m∈A.
A.4 B.3
C.2 D.1
解析 因为A={y|y=x2+2},所以A={y|y≥2},因为B={x|y=lg },所以B={x|x>3},所以B是A的真子集,所以①④为真命题,②③为假命题,所以真命题的个数为2.故选C.
答案 C
6.(2022·成都模拟)已知命题p:∀x>0,ln(x+1)>0;命题