内容正文:
第二节 常用逻辑用语
课标解读
1.理解充分条件、必要条件、充要条件的意义.
2.理解全称量词与存在量词的意义.
[对应学生用书P4]
知识点一 全称量词与存在量词
1.全称量词和存在量词
量词名称
常见量词
符号表示
全称量词
所有、一切、任意、全部、每一个等
∀
存在量词
存在一个、至少有一个、有些、某些等
∃
2.全称量词命题、存在量词命题及含一个量词的命题的否定
命题名称
全称量词命题
存在量词命题
语言表示
对M中任意一个x,p(x)成立
存在M中的元素x,p(x)成立
简记
∀x∈M,p(x)
∃x∈M,p(x)
否定
∃x∈M,¬p(x)
∀x∈M,¬p(x)
知识点二 充分条件、必要条件与充要条件
当p⇒q时,称p是q的充分条件,q是p的必要条件;当pq时,称p不是q的充分条件,q不是p的必要条件
p是q的充分不必要条件
p⇒q且qp
p是q的必要不充分条件
pq且q⇒p
p是q的充要条件
p⇔q
p是q的既不充分也不必要条件
pq且qp
(1)A是B的充分不必要条件是指A⇒B且BA;A的充分不必要条件是B是指B⇒A且AB,在解题中要弄清它们的区别,以免出现错误.
(2)在判断充分、必要条件时,小范围可以推大范围,大范围不可以推小范围,如x>2(小范围)⇒x>1(大范围),x>1(大范围)x>2(小范围).
一、辨析正误(在括号内打“√”或“×”)
(1)若已知p:x>1和q:x≥1,则p是q的充分不必要条件.( √ )
(2)当q是p的必要条件时,p是q的充分条件.( √ )
(3)“若p不成立,则q不成立”等价于“若q成立,则p成立”.( √ )
(4)“有的等差数列也是等比数列”是存在量词命题.( √ )
(5)“三角形内角和是180°”是全称量词命题.( √ )
二、版本互鉴
1.(人教A版必修第一册P34 T5改编)“a>b”是“ac2>bc2”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
答案:B
2.(人教A版必修第一册P35 T6改编)下列命题中的假命题是( )
A.∃x∈R,lg x=1 B.∃x∈R,sin x=0
C.∀x∈R,x3>0 D.∀x∈R,2x>0
C 解析:当x=10时,lg x=1,故A是真命题;当x=0时,sin x=0,故B是真命题;当x=-1时,x3<0,故C是假命题;由指数函数的值域知D是真命题.
3.(人教B版必修第一册P40 T9改编)设a,b∈R且ab≠0,则“ab>1”是“a>”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
答案:D
4.(苏教版必修第一册P43 T10改编)若命题“∀x∈R,x2+1>m”是真命题,则实数m的取值范围为________.
答案:(-∞,1)
[对应学生用书P5]
考点 含量词的命题的否定 (自悟通)
1.(2023·河北石家庄统考)已知命题p:∀x∈[0,+∞),ln (x2+1)≥0,则¬p为( )
A.∃x∈(-∞,0),ln (x2+1)<0 B.∃x∈[0,+∞),ln (x2+1)<0
C.∀x∈(-∞,0),ln (x2+1)<0 D.∀x∈[0,+∞),ln (x2+1)<0
B 解析:因为命题p:∀x∈[0,+∞),ln (x2+1)≥0,所以¬p:∃x∈[0,+∞),ln (x2+1)<0,故A,C,D错误.故选B.
2.(2023·湖北襄阳四中模拟)已知命题p:∀x≥0,ex≥1或sin x<1,则¬p为( )
A.∃x<0,ex<1且sin x≥1 B.∃x≥0,ex<1且sin x≥1
C.∃x≥0,ex<1或sin x≥1 D.∃x<0,ex≥1或sin x≤1
B 解析:命题是全称命题,因为命题p:∀x≥0,ex≥1或sin x<1,所以¬p:∃x≥0,ex<1且sin x≥1.
对全称(存在)量词命题进行否定的方法
(1)找到命题所含的量词,没有量词的要结合命题的含义先加上量词,再改变量词;
(2)对原命题的结论进行否定.
考点 含量词的命题的真假判定 (自悟通)
1.若定义域为R的函数f(x)不是偶函数,则下列命题中一定为真命题的是( )
A.∀x∈R,f(-x)≠f(x) B.∀x∈R,f(-x)=-f(x)
C.∃x∈R,f(-x)≠f(x) D.∃x∈R,f(-x)=-f(x)
C 解析:由题意知∀x∈R,f(-x)=f(x)是假命题,则其否定为真命题,即∃x∈R,f(-x)≠f(x)是真命题,∃x∈R,f(-x)=-f(x)是假命题.
2.(多选)下列命题是真命题的是( )
A.∃a∈R,使函数y=2x+a·2-x在R上为偶函数
B.∀x∈R,函数y=sin x+cos x+ 的值恒为正数
C.∀x∈R,x4<x5
D.∃x∈R,x2-2x+1≤0
AD 解析:当a=1时,y=2x+2-x为偶函数,故A为真命题;
y=sin x+cos x+=sin (x+)+,当sin (x+)=-1时,y=0,故B为假命题;
当x=0时,x4=x5,故C为假命题;
x2-2x+1=(x-1)2,当x=1时,x2-2x+1=0,故D为真命题.
判断含有一个量词的命题真假的方法
(1)要判断全称量词命题“∀x∈M,p(x)”是真命题,需要对集合M中的每一个元素x,证明p(x)成立;
(2)要判断存在量词命题“∃x∈M,p(x)”是真命题,只要在限定集合内找到一个x,使p(x)成立.
考点 充分、必要条件 (精研通)
考法1 充分、必要条件的判定
【例1】 (1)(2023·天津卷)“a2=b2”是“a2+b2=2ab”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.既不充分又不必要条件
(2)(2022·浙江卷)设x∈R,则“sin x=1”是“cos x=0”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
(1)B (2)A 解析:(1)通解 若a2=b2,则当a=-b≠0时,有a2+b2=2a2,2ab=-2a2,即a2+b2≠2ab,所以由a2=b2a2+b2=2ab;若a2+b2=2ab,则有a2+b2-2ab=0,即(a-b)2=0,所以a=b,则有a2=b2,即a2+b2=2ab⇒a2=b2.所以“a2=b2”是“a2+b2=2ab”的必要不充分条件.故选B.
优解 因为“a2=b2”⇔“a=-b或a=b”,“a2+b2=2ab”⇔“a=b”,所以本题可以转化为判断“a=-b或a=b”与“a=b”的关系,又“a=-b或a=b”是“a=b”的必要不充分条件,所以“a2=b2”是“a2+b2=2ab”的必要不充分条件.故选B.
(2)方法一 由sin x=1,得x=2kπ+(k∈Z),则cos (2kπ+)=cos =0,故充分性成立;又由cos x=0,得x=kπ+(k∈Z),而sin (kπ+)=1或-1,故必要性不成立.所以“sin x=1”是“cos x=0”的充分不必要条件.
方法二 由sin x=1,得x=2kπ+(k∈Z),则cos (2kπ+)=cos =0,故充分性成立;又cos =0,sin =-1,故必要性不成立.所以“sin x=1”是“cos x=0”的充分不必要条件.
判断充分、必要条件的两种方法
(1)定义法:根据p⇒q,q⇒p进行判断,适用于定义、定理判断性问题.
(2)集合法:根据p,q成立的对象的集合之间的包含关系进行判断,多适用于命题中涉及字母范围的推断问题.
1.(2023·山东潍坊一模)“b∈(-2,2)”是“∀x∈R,x2-bx+1≥0成立”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
A 解析:若∀x∈R,x2-bx+1≥0成立,则Δ=(-b)2-4≤0,即-2≤b≤2.
所以“b∈(-2,2)”是“∀x∈R,x2-bx+1≥0成立”的充分不必要条件.
2.(2023·江苏盐城高三期末)不等式x->0成立的一个充分条件是( )
A.x<-1 B.x>-1
C.-1<x<0 D.0<x<1
C 解析:x->0⇔>0⇔x(x+1)(x-1)>0⇔x>1或-1<x<0.
因为{x|-1<x<0}{x|x>1或-1<x<0},
所以不等式x->0成立的一个充分条件是-1<x<0.
考法2 充分、必要条件的应用
【例2】 (2023·山东昌乐二中模拟)已知条件p:|x+1|>2,条件q:x>a,且¬p是¬q的充分不必要条件,则实数a的取值范围是( )
A.[1,+∞) B.(-∞,1]
C.[-3,+∞) D.(-∞,-3]
A 解析:¬p:|x+1|≤2,解得-3≤x≤1,¬q:x≤a,因为¬p是¬q的充分不必要条件,所以[-3,1](-∞,a],即a≥1.
已知充分、必要条件求参数取值范围的解题策略
(1)把充分条件、必要条件或充要条件转化为集合之间的关系,然后根据集合之间的关系列出关于参数的不等式(或不等式组)求解.
(2)要注意区间端点值的检验.
(2023·安徽六安模拟)若“x2-x-6>0”是“x>a”的必要不充分条件,则a的最小值为________.
答案:3 解析:由x2-x-6>0,解得x<-2或x>3.
因为“x2-x-6>0”是“x>a”的必要不充分条件,
所以{x|x>a}{x|x<-2或x>3},
所以a≥3,
故a的最小值为3.
考点 含量词的命题的应用 (精研通)
【例3】 (1)已知命题p:∀x∈R,x2-a≥0;命题q:∃x∈R,x2+2ax+2-a=0.若命题p,q都是真命题,则实数a的取值范围为________.
(2)已知f(x)=ln (x2+1),g(x)=-m,若∀x1∈[0,3],∃x2∈[1,2],使得f(x1)≥g(x2),则实数m的取值范围是________.
答案:(1)(-∞,-2] (2)
解析:(1)由命题p为真,得a≤0,
由命题q为真,得Δ=4a2-4(2-a)≥0,
即a≤-2或a≥1,所以a≤-2.
(2)当x∈[0,3]时,f(x)min=f(0)=0,
当x∈[1,2]时,g(x)min=g(2)=-m,
由题意得f(x)min≥g(x)min,即0≥-m,所以m≥.
(1)已知命题的真假,可根据每个命题的真假利用集合的运算求解参数的取值范围.
(2)对于含量词的命题中求参数的取值范围的问题,可根据命题的含义,利用函数值域(或最值)解决.
已知命题“∃x∈R,4x2+(a-2)x+≤0”是假命题,则实数a的取值范围为________.
答案:(0,4) 解析:因为命题“∃x∈R,4x2+(a-2)x+≤0”是假命题,
所以其否定“∀x∈R,4x2+(a-2)x+>0”是真命题,
则Δ=(a-2)2-4×4×=a2-4a<0,解得0<a<4.
分级练(2) 常用逻辑用语
分级一 提能强化
1.(2024·陕西长安区10月月考)命题“∀x>0,ln (2x+1)>0”的否定是( )
A.∀x≤0,ln (2x+1)≤0 B.∀x>0,ln (2x+1)≤0
C.∃x≤0,ln (2x+1)≤0 D.∃x>0,ln (2x+1)≤0
D 解析:因为命题“∀x>0,ln (2x+1)>0”是全称量词命题,所以其否定是存在量词命题,即∃x>0,ln(2x+1)≤0.
2.(2023·山东烟台高三期末)命题“∀x∈R,2x>0”的否定为( )
A.∃x∈R,2x≤0 B.∃x∈R,2x<0
C.∀x∈R,2x≤0 D.∀x∈R,2x<0
A 解析:命题“∀x∈R,2x>0”为全称命题,该命题的否定为“∃x∈R,2x≤0”.
3.(2021·浙江卷)已知非零向量a,b,c,则“a·c=b·c”是“a=b”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
B 解析:若a·c=b·c,则(a-b)·c=0,推不出a=b;若a=b,则a·c=b·c必成立,故“a·c=b·c”是“a=b”的必要不充分条件.
4.(2023·北京卷)若xy≠0,则“x+y=0”是“+=-2”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
C 解析:方法一 因为xy≠0,且+=-2,
所以x2+y2=-2xy,即x2+y2+2xy=0,即(x+y)2=0,所以x+y=0.
所以“x+y=0”是“+=-2”的充要条件.
方法二 充分性:因为xy≠0,且x+y=0,所以x=-y,
所以+=+=-1-1=-2,所以充分性成立;
必要性:因为xy≠0,且+=-2,
所以x2+y2=-2xy,即x2+y2+2xy=0,即(x+y)2=0,所以x+y=0.
所以必要性成立.
所以“x+y=0”是“+=-2”的充要条件.
方法三 充分性:因为xy≠0,且x+y=0,
所以+=====-2,
所以充分性成立;
必要性:因为xy≠0,且+=-2,
所以+====-2=-2,
所以=0,所以(x+y)2=0,所以x+y=0,
所以必要性成立.
所以“x+y=0”是“+=-2”的充要条件.
5.(2023·湖南宁乡模拟)命题“∀x∈R,sin x+1≥0”的否定是____________.
答案:∃x0∈R,sin x0+1<0 解析:命题“∀x∈R,sin x+1≥0”的否定是“∃x0∈R,sin x0+1<0”.
6.(2022·湖北荆门二模)若命题“∃x0∈[,],tan x0>m”是假命题,则实数m的取值范围是____________.
答案:[,+∞) 解析:由题意得“∀x0∈[,],tan x0≤m”为真命题,
故m≥(tan x0)max=tan =.
7.(2023·湖北襄阳五中模拟)集合A={x|<0},B={x||x-b|<a},若“a=1”是“A∩B≠∅”的充分条件,则实数b的取值范围是____________.
答案:(-2,2) 解析:A=(-1,1),当a=1时,B=(b-1,b+1),
因为“a=1”是“A∩B≠∅”的充分条件,所以解得-2<b<2.
分级二 知能探究
8.(2022·山东济宁二模)“x>y”的一个充分不必要条件是( )
A.ln x>ln y B.x2>y2
C.x3>y3 D.<
A 解析:因为ln x>ln y,所以x>y>0,由于x>y>0⇒x>y,而x>y x>y>0,故A选项满足题意;令x=-2,y=0,则满足x2>y2,但不满足x>y,故B错误;由于x3>y3得:x>y,故C选项是一个充分必要条件,故C错误;令x=-2,y=1,则满足<,但不满足x>y,D错误.
9.(2023·江苏南京宁海中学模拟)若命题“∀x∈[1,4]时,x2>m”是假命题,则m的取值范围是( )
A.m≥16 B.m≥1
C.m<16 D.m<1
B 解析:因为“∀x∈[1,4],x2>m”是假命题,则其否定“∃x∈[1,4],x2≤m”为真命题,则(x2)min≤m,而当x=1时,x2取得最小值1,所以m≥1.
10.(多选)(2022·江苏南京二模)下列命题正确的是( )
A.“a>1”是“a2>1”的充分不必要条件
B.“M>N”是“lg M>lg N”的必要不充分条件
C.命题“∀x∈R,x2+1<0”的否定是“∃x∈R,x2+1<0”
D.设函数f(x)的导数为f′(x),则“f′(x0)=0”是“f(x)在x=x0处取得极值”的充要条件
AB 解析:A选项中,a>1⇒a2>1,但a2>1⇒a>1或a<-1,故A正确;B选项中,当M>N>0时有lg M>lg N,而lg M>lg N必有M>N>0,故B正确;C选项中,否命题为“∃x∈R,使得x2+1≥0”,故C错误;D选项中,f′(x0)=0不一定有f(x)在x=x0处取得极值,而f(x)在x=x0处取得极值,则f′(x0)=0,故D错误.
分级三 素能创新
11.荀子曰:“故不积跬步,无以至千里;不积小流,无以成江海.”这句来自先秦时期的名言阐述了做事情不一点一点积累,就永远无法达成目标的哲理.由此可得,“积跬步”是“至千里”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
B 解析:荀子的名言表明积跬步未必能至千里,但要至千里必须积跬步,故“积跬步”是“至千里”的必要不充分条件.
12.甲同学写出三个不等式,p:<0,q:x2-ax+3a≤0,r:2x>,然后将a的值告诉了乙、丙、丁三位同学,要求他们各用一句话来描述,以下是甲、乙、丙、丁四位同学的描述:①乙:a为整数;②丙:p是q成立的充分不必要条件;③丁:r是q成立的必要不充分条件;④甲:三位同学说的都对,则实数a的值为( )
A.-2 B.-1
C.0 D.1
B 解析:p:<0⇒0<x<1,r:2x>⇒x>-3.
三位同学说的都对,p是q成立的充分不必要条件是真命题,设f(x)=x2-ax+3a,
则有⇒⇒a≤-;r是q成立的必要不充分条件是真命题,
所以有f(x)=x2-ax+3a=0的两个根都大于-3,
则有Δ≥0且⇒⇒a>-,
所以-<a≤-.又a为整数是真命题,所以a=-1,故选B.
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