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P5]
1.充分条件、必要条件与充要条件的概念
当命题“若p,则q”是真命题时,称p是q的充分条件,q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
p q且q p
(1)A是B的充分不必要条件是指:A⇒B且B A.(2)A的充分不必要条件是B是指:B⇒A且A B,在解题中要弄清它们的区别,以免出现错误.
2.全称量词与存在量词
(1)全称量词:在命题中,诸如“所有”“每一个”“任意”“任何”“一切”这样的词叫作全称量词,用符号“∀”表示.
(2)存在量词:在命题中,诸如“有些”“有一个”“存在”这样的词叫作存在量词,用符号“∃”表示.
3.全称量词命题和存在量词命题
名称
全称量词命题
存在量词命题
定义
在给定集合中,断言所有元素都具有同一种性质的命题叫作全称量词命题
在给定集合中,断言某些元素具有一种性质的命题叫作存在量词命题
简记
∀x∈M,x具有性质p(x)
∃x∈M,x具有性质p(x)
否定
∃x∈M,x不具有性质p(x)
∀x∈M,x不具有性质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)“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.( √ )
2.(2023·北京北师大实验中学月考)设p:x<3,q:(x+1)(x-3)<0,则p是q成立的( )
A.充要条件
B.充分不必要条件
C.必要不充分条件
D.既不充分也不必要条件
C 解析:由(x+1)(x-3)<0得-1<x<3,即q:-1<x<3,显然{x|-1<x<3}{x|x<3},
所以p是q成立的必要不充分条件.故选C.
3.(多选)下列命题为真命题的是( )
A.任意实数的平方大于或等于0
B.对任意实数a,二次函数y=x2+a的图象关于y轴对称
C.存在整数x,y,使得2x+4y=3
D.存在一个无理数,它的立方是有理数
答案:ABD
4.命题“∀a∈R,一元二次方程x2-ax-1=0有实根”的否定为 .
答案:∃a∈R,一元二次方程x2-ax-1=0无实根
5.已知p:x>a是q:2<x<3的必要不充分条件,则实数a的取值范围是 .
答案:(-∞,2]
6.若“∀x∈[0,],tan x≤m”是真命题,则实数m的最小值为 .
答案:1 解析:∵函数y=tan x在上单调递增,∴ymax=tan =1.依题意知,m≥ymax,即m≥1,∴m的最小值为1.
[对应学生用书P6]
1.(2023·天津高考)“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:方法一 若a2=b2,则当a=-b≠0时,有a2+b2=2a2,2ab=-2a2,即a2+b2≠2ab,所以由a2=b2 a2+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.
方法二 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.(2023·全国甲卷)设甲:sin2α+sin2β=1,乙:sinα+cos β=0,则( )
A.甲是乙的充分条件但不是必要条件
B.甲是乙的必要条件但不是充分条件
C.甲是乙的充要条件
D.甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件
B 解析:甲等价于sin2α=1-sin2β=cos2β,等价于sinα=±cos β,所以由甲不能推导出sin α+cos β=0,所以甲不是乙的充分条件;由sin α+cos β=0,得sin α=-cos β,平方可得sin2α=cos2β=1-sin2β,即sin2α+sin2β=1,所以由乙可以推导出甲,则甲是乙的必要条件.综上,选B.
3.(2023·山东潍坊联考)已知a>0,则“aa>a3”是“a>3”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:若0<a<1,则aa>a3;
若a=1,则aa=a3,不满足题意;
若a>1,由aa>a3可得a>3,此时a>3.
因此,满足aa>a3的a的取值范围是
{a|0<a<1或a>3}.
因为a0<a<1或,
所以“aa>a3”是“a>3”的必要不充分条件.故选B.
4.(多选)下列说法正确的是( )
A.“ac=bc”是“a=b”的充分不必要条件
B.“>”是“a<b”的既不充分也不必要条件
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(n∈N,n≥2),当a=-4,b=-2时,a2>b2,但a<b,D错误.
【例1】 已知“x>k”是“<1”的充分不必要条件,则实数k的取值范围为( )
A.(-∞,-1] B.[1,+∞)
C.[2,+∞) D.(2,+∞)
思维导引
学科
素养
本题主要考查逻辑推理、数学运算等学科素养
思路
点拨
先解出不等式,再根据集合角度下的充分、必要条件的关系求解
C 解析:由<1,得>0,即(x+1)(x-2)>0,解得x<-1或x>2,
由题意可得{x|x>k}{x|x<-1或x>2},所以k≥2,因此,实数k的取值范围是[2,+∞).
【练1】 命题“∀x∈[1,3],x2-a≤0”为真命题的一个充分不必要条件是( )
A.a≥9 B.a≤9
C.a≥10 D.a≤10
C 解析:命题“∀x∈[1,3],x2-a≤0”⇔“∀x∈[1,3],x2≤a”⇔9≤a.则“a≥10”是命题“∀x∈[1,3],x2-a≤0”为真命题的一个充分不必要条件.
考向1 含有一个量词的命题的否定
【例2】 (2023·河南驻马店模拟)命题“∃x≥0,x2-2x-3≤0”的否定是 .
答案:∀x≥0,x2-2x-3>0 解析:命题为存在量词命题,则命题的否定为“∀x≥0,x2-2x-3>0”.
【练2】 设命题p:∀x∈[-2,-1],ax3<4,若p为假命题,则实数a的取值范围是 .
答案: 解析:由题得¬p:∃x∈[-2,-1],ax3≥4为真命题,所以a≤,
又函数y=在[-2,-1]上单调递减,
所以当x=-2时,ymax=-.
故只需a≤-.
考向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∈(0,)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,∴∃x∈R,x2+x=-2是假命题,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)在(0,+∞)上单调递增,故f(x)>f(0)=0,即∀x∈(0,+∞),ex>x+1.
【练3】 下列命题中为假命题的是( )
A.∀x∈R,ex>0
B.∀x∈N,x2>0
C.∃x0∈R,ln x0<1
D.∃x0∈N*,sin =1
B 解析:由函数y=ex的图象可知,∀x∈R,ex>0,故A为真命题;当x=0时,x2=0,故B为假命题;当x0= 时,ln =-1<1,故C为真命题;当x0=1时,sin =1,故D为真命题.
【练4】 (多选)(2024·北京师大附中月考)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,2x<x2
D.∀x∈(0,+∞),()x>logx
AC 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 +,
当sin =-1时,y=0,故B为假命题;
当x∈(2,4)时,2x<x2,故C为真命题;
当x=时,∈(0,1),log=1,
∴<log,故D为假命题.
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