内容正文:
第二节 常用逻辑用语
课标解读
1.熟练掌握充要条件的判断,并能根据充要条件确定参数的取值范围.
2.理解全称命题与特称命题的含义.
3.能正确地对含有一个量词的命题进行否定.
[对应学生用书P4]
1.命题
(1)命题的概念:判断可能成立,也可能不成立,两者必居其一且仅居其一的语句叫作命题.
(2)命题的否定:如果p是一个命题,则“p不成立”也是一个命题,叫作p的否定,记作¬p.读作“非p”.显然,p也是¬p的否定.在p和¬p两者之中,一定有一个为真有一个为假.
(3)逆命题:命题的条件和结论互换了位置,这时称一个是另一个的逆命题.
2.充分条件与必要条件
命题
真假
“若p,则q”是真命题
“若p,则q”是假命题
“若p,则q”和“若q,则p”都是真命题
推出
关系
p⇒q
pq
p⇔q
条件
关系
p叫作q的充分条件,q叫作p的必要条件
p不是q的充分条件,q不是p的必要条件
p是q的充分必要条件,简称充要条件
3.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
“任意”“所有”“每一个”等
∀
存在量词
“存在某个”“至少有一个”等
∃
4.全称命题、特称命题及含一个量词的命题的否定
命题名称
语言表示
符号表示
命题的否定
全称
命题
对I的任一个元素x,有p(x)成立
∀x∈I,
p(x)
∃x∈I,¬p(x)
特称
命题
存在I的某个元素x,使p(x)成立
∃x∈I,
p(x)
∀x∈I,¬p(x)
1.判断正误
(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)“有的等差数列也是等比数列”是特称命题.( √ )
(4)“三角形内角和是180°”是全称命题.( √ )
2.(2023·广东省深圳二模)命题“∀a∈N+,2a≥a2”的否定是( )
A.∃a∈N+,2a≥a2 B.∃a∈N+,2a<a2
C.∀a∈N+,2a<a2 D.∀a∈N+,2a>a2
B 解析:“∀a∈N+,2a≥a2”是全称量词命题,它的否定是存在量词命题“∃a∈N+,2a<a2”.故选B.
3.(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
B 解析:由a2=b2,则a=±b,当a=-b≠0时,a2+b2=2ab不成立,充分性不成立.
由a2+b2=2ab,则(a-b)2=0,即a=b,显然a2=b2成立,必要性成立.
所以“a2=b2”是“a2+b2=2ab”的必要不充分条件.故选B.
4.已知p:ab≤1,q:a+b≤2,则p是q的( )
A.充分而不必要条件
B.必要而不充分条件
C.充要条件
D.既不充分又不必要条件
D 解析:当a=-1,b=4时,p不能推出q;
当a=-2,b=-2时,q不能推出p,
所以p是q的既不充分又不必要条件.
故选D.
5.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;由指数函数的性质知D是真命题.
6.(忽视二次项系数的讨论致误)命题“∀x∈R,ax2-ax+1>0”为真命题,则实数a的取值范围是 .
答案:[0,4) 解析:①当a=0时,1>0恒成立,∴a=0满足条件,
②当a≠0时,解得0<a<4.
综上,实数a的取值范围是[0,4).
[对应学生用书P5]
1.(2023·河北模拟)“a<11 ”是“∃x∈R,x2-2x+a<0 ”的( )
A.充分而不必要条件
B.必要而不充分条件
C.充要条件
D.既不充分又不必要条件
B 解析:∃x∈R,x2-2x+a<0,则要满足Δ=4-4a>0,解得a<1,因为a<11 a<1,但a<1⇒a<11.
故“a<11 ”是“∃x∈R,x2-2x+a<0 ”的必要不充分条件.故选B.
2.已知a,b均为不等于0的实数,则“+≥2”是“a>0,b>0”的( )
A.充分而不必要条件
B.必要而不充分条件
C.充要条件
D.既不充分又不必要条件
B 解析:由+≥2,得+-2==≥0,
于是ab>0,则a>0,b>0或a<0,b<0,所以充分性不成立;
反之,当a>0,b>0时,+≥2=2(当且仅当a=b时,取等号),则必要性成立,故选B.
3.(多选)下列说法正确的是( )
A.“ac=bc”是“a=b”的充分而不必要条件
B.“>”是“a<b”的既不充分又不必要条件
C.若“x∈A”是“x∈B”的充分条件,则A⊆B
D.“a>b>0”是“an>bn(n∈N,n≥2)”的充要条件
BC 解析:当c=0时,由ac=bc不能得出a=b,A错误;>与a<b相互之间不能推导,如a=2,b=-1时,满足>但不满足a<b,反之若a=-1,b=2,满足a<b但不满足>,∴“>”是“a<b”的既不充分也不必要条件,B正确;由充分、必要条件与集合之间的包含关系可知C正确;由a>b>0能得出an>bn,当a=-4,b=-2时,a2>b2,但a<b,D错误.
【例1】 已知集合A={x|x2-8x-20≤0},非空集合B={x|1-m≤x≤1+m}.若“x∈A”是“x∈B”的必要条件,求m的取值范围.
解:由x2-8x-20≤0,得-2≤x≤10,所以A={x|-2≤x≤10}.
由“x∈A”是“x∈B”的必要条件,知B⊆A.
又B为非空集合,
则
所以m的取值范围是[0,3].
【变式探究】 若将本例中条件改为“若“x∈A”是“x∈B”的必要而不充分条件”,求m的取值范围.
解:由“x∈A”是“x∈B”的必要而不充分条件,知BA,
又B为非空集合,所以
或
解得0≤m≤3或0≤m<3,
所以0≤m≤3,
故m的取值范围是[0,3].
【练1】 已知集合A=[-2,5],B=[m+1,2m-1].若“x∈B”是“x∈A”的充分而不必要条件,则m的取值范围是( )
A.(-∞,3] B.(2,3]
C.∅ D.[2,3]
A 解析:若“x∈B”是“x∈A”的充分而不必要条件,则BA,
所以m+1≥2m-1,或等号不能同时取得,解得m≤3,即m的取值范围是(-∞,3].
【练2】 (2024·安徽宣城八校联考)若“x2-x-6>0”是“x>a”的必要而不充分条件,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”的必要而不充分条件,所以{x|x>a}是{x|x<-2或x>3}的真子集,即a≥3,故a的最小值为3.
角度1 含有一个量词的命题的否定
【例2】 (2023·河南省开封市一模)设命题p:∀x∈R,ex≥x+1,则¬p是( )
A.∀x∈R,ex≤x+1 B.∀x∈R,ex<x+1
C.∃x∈R,ex≤x+1 D.∃x∈R,ex<x+1
D 解析:∀x∈R,ex≥x+1的否定是∃x∈R,ex<x+1.故选D.
【练3】 命题“∃x∈R,x2=1”的否定形式是( )
A.∃x∈R,x≠1或x≠-1
B.∃x∈R,x≠1且x≠-1
C.∀x∈R,x≠1或x≠-1
D.∀x∈R,x≠1且x≠-1
D 解析:由特称量词命题的否定形式得:命题“∃x∈R,x2=1”的否定形式是“∀x∈R,x≠1且x≠-1”.故选D.
【练4】 (2024·山东潍坊二模)十七世纪,数学家费马提出猜想:“对任意正整数n>2,关于x,y,z的方程xn+yn=zn 没有正整数解”,经历三百多年,1995年数学家安德鲁·怀尔斯给出了证明,使它终成费马大定理,则费马大定理的否定为( )
A.对任意正整数n,关于x,y,z的方程xn+yn=zn 都没有正整数解
B.对任意正整数n>2,关于x,y,z的方程xn+yn=zn 至少存在一组正整数解
C.存在正整数n≤2,关于x,y,z的方程xn+yn=zn 至少存在一组正整数解
D.存在正整数n>2,关于x,y,z的方程xn+yn=zn 至少存在一组正整数解
D 解析:命题的否定形式为换量词,否结论,故只有D满足题意.故选D.
角度2 含有一个量词的命题的真假判断
【例3】 下列命题中,真命题是( )
A.∃x∈R,sin2()+cos2()=
B.∀x∈(0,),sinx>cos x
C.∃x∈R,x2+x=-2
D.∀x∈(0,+∞),ex>x+1
D 解析:∀x∈R,均有sin2+cos2=1,故A是假命题;当x∈时,sinx<cos x,故B是假命题;
∵方程x2+x+2=0对应的判别式Δ=1-8<0,∴x2+x+2=0无解,故C是假命题;令f (x)=ex-x-1,则f′(x)=ex-1,当x∈(0,+∞)时,f′(x)>0恒成立,则f (x)为增函数,故f (x)>f (0)=0,即∀x∈(0,+∞),ex>x+1,故D是真命题.故选D.
【练5】 (2024·咸阳一模)已知命题p:“存在x∈[1,+∞),使得(log23)x>1”,则下列说法正确的是( )
A.¬p:“任意x∈[1,+∞),使得(log23)x<1”
B.¬p:“不存在x∈[1,+∞),使得(log23)x<1”
C.¬p:“任意x∈[1,+∞),使得(log23)x≤1”
D.¬p:“任意x∈(-∞,1),使得(log23)x≤1”
C 解析:因为特称量词命题的否定是全称量词命题,所以¬p:“任意x∈[1,+∞),使得(log23)x≤1”.
【练6】 (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在R上为偶函数,故A为真命题;y=sin x+cos x+=sin +,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.
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