内容正文:
1.2常用逻辑用语
题型1:命题及判断其真假
1.下列语句
①考数学开心吗?
②好好做作业,争取下次数学能及格
③2不是素数
④0是自然数
其中是命题的语句的序号有 .
【答案】③④
【分析】根据命题的概念即得.
【解析】因为可以判断真假的陈述句为命题,
所以①为疑问句,不是命题;
②不能判断真假,不是命题;
③为假命题;
④为真命题;
所以是命题的语句的序号有③④.
故答案为:③④.
2.将下列命题改写成“若p,则q”的形式.
(1)在中,大角对大边.
(2)矩形的对角线互相垂直.
(3)相等的两个角的正弦值相等.
(4)等底等高的两个三角形是全等三角形.
【答案】(1)答案见解析
(2)答案见解析
(3)答案见解析
(4)答案见解析
【分析】根据命题的条件和结论进行改写即可.
【解析】(1)在中,若一内角较大,则其对的边也较大.
(2)若一个四边形是矩形,则这个四边形的对角线互相垂直.
(3)若两个角相等,则它们的正弦值相等.
(4)若两个三角形等底等高,则这两个三角形全等.
3.下列语句是否为命题?如果是,判断它的真假.
(1)这道数学题有趣吗?(2)0不可能不是自然数;(3);(4);
(5)91不是素数;(6)上海的空气质量越来越好.
【答案】(1)、(4)、(6)不是命题,其余都是命题.其中,(2)是真命题;(3)是真命题;(5)是真命题.
【解析】根据命题的定义进行判断,再对命题进行真假判断即可.
【解析】(1)这不是一个陈述句,没有办法判断出真假,故不是命题;
(2)这句话表示0是自然数,显然这句话是对的,因此是命题,而且是真命题;
(3)因为是正确的,所以是命题,而且是真命题;
(4)不能判断是否正确,所以不是命题;
(5)因为,所以可以判断“91不是素数这句话”是正确的,所以是命题,而且是真命题;
(6)不能判断上海的空气质量越来越好这句话是否正确,所以不是命题.
所以(1)、(4)、(6)不是命题,其余都是命题.其中,(2)是真命题;(3)是真命题;(5)是真命题.
【点睛】本题考查了命题的判断,考查了命题真假的判断,属于基础题.
4.判断下列命题的真假:
(1)若,则方程有实根.
(2)若,则.
(3)若,则.
【答案】(1)真命题
(2)假命题
(3)真命题
【分析】根据命题的定义逐项分析判断.
【解析】(1)当时,则恒成立,
所以方程有实根,是真命题.
(2)例如,满足,但不成立,故是假命题.
(3)对每一个大于2的数一定大于1,故是真命题.
题型2:逆否命题及其真假的联系
5.写出下面两个的相关命题的逆命题、否命题、逆否命题,并判断它们的真假:
(1)命题:若,则.
逆命题:_______________________________________________________( )
逆否命题:_____________________________________________________( )
(2)命题:设是实数,如果,那么有实数根.
否命题:_______________________________________________________( )
逆否命题:_____________________________________________________( )
【答案】(1)若,则;真命题;若,则:假命题
(2)设是实数,如果,那么没有实数根;假命题;设是实数,如果没有实数根,则;真命题
【分析】根据原命题直接写出其它几种命题,并判断真贱.
【解析】(1)命题:若,则.
逆命题:若,则,是真命题;
逆否命题:若,则,是假命题.
(2)命题:设是实数,如果,那么有实数根.
否命题:设是实数,如果,那么没有实数根,是假命题,
逆否命题:设是实数,如果没有实数根,则,是真命题.
【点睛】本题考查四种命题间的关系及真假的判断,考查推理能力,属于简单题目.
6.写出命题“若,则”的逆命题、否命题、逆否命题,并判断这四种命题的真假.
【答案】逆命题:若,则.(假命题)
否命题:,则.(假命题)
逆否命题:若,则.(假命题)
【分析】根据原命题与其逆命题、否命题、逆否命题的关系直接写结果,再举例说明假命题.
【解析】因为命题“若,则”的逆命题为“若,则”; 否命题为“若,则”; 逆否命题为“若,则”;
所以 “若,则”的逆命题为:若,则;否命题:,则;逆否命题:若,则.
因为时,所以逆命题为假命题;
因为时,所以否命题为假命题;
因为时,所以逆否命题为假命题;
【点睛】本题考查四种命题关系、判断命题真假,考查基本分析判断能力,属基础题.
7.写出命题“若方程的两根均大于,则”的一个等价命题是 .
【答案】若,则方程的两根不全大于.
【解析】本题利用原命题与逆否命题是等价命题求解,根据原命题为若,则,逆否命题为若,则的形式即可写出答案.
【解析】原命题与逆否命题是等价命题,
命题“若方程的两根均大于,则”的逆否命题是“若,则方程的两根不全大于”.
故答案为:若,则方程的两根不全大于.
题型3:根据命题真假求参数范围
8.命题“若,则”的逆命题是真命题,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】先写出命题“若,则”的逆命题,再写出逆命题的逆否命题即得解.
【解析】命题“若,则”的逆命题是“,则”,
命题“,则”的逆否命题是“,则”
由题得“,则”是真命题.
所以.
所以的取值范围是.
故答案为:
9.命题“若,则”以及它的逆命题,否命题,逆否命题中,真命题的个数为 .
【答案】2
【分析】利用原命题和逆否命题同真假,逆命题和否命题同真假进行判断,可得答案.
【解析】命题“若,则”为真,且它的逆否命题为真
命题“若,则”的逆命题为“若,则”为假,且它的逆命题为假
真命题的个数为个
故答案为:
【点睛】本题考查四种命题,考查判断命题的真假,属于基础题.
10.若命题甲“”和命题乙“或”中有且仅有一个是真命题,则实数x的取值范围是 .
【答案】
【分析】分甲命题为真乙命题为假和甲命题为假乙命题为真分类求解,最后再求并集即可.
【解析】若甲命题为真乙命题为假,则,可得,即;
若甲命题为假乙命题为真,则,可得或,即;
综上所述,实数x的取值范围是.
故答案为:
11.若命题“方程ax2+bx+1=0有实数解”为真命题,则a,b满足的条件是 .
【答案】或
【分析】分和两种情况,然后根据一元一次方程、一元二次方程有根的条件求解即可.
【解析】①当时,方程为,只有当时,方程才有实数解;
②当时,方程为一元二次方程,方程有实数解的条件为.
综上可得当或时,方程有实数解.
故答案为:或
12.若命题p:方程无实数根是假命题,则实数a的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据题意得到方程有实数根,分与两种情况,结合根的判别式求出答案.
【解析】根据题意:方程有实数根,
当时,,解得:,满足题意;
当时,,解得:,故且,
综上:实数a的取值范围是.
故答案为:.
13.已知命题①函数的图像总在轴上方;命题②关于的方程有两个不相等的实数根.
(1)若命题①为真命题,求的取值范围;
(2)若命题②为真命题,求的取值范围;
(3)若命题①②中至多有一个命题为真,求的取值范围;
【答案】(1);(2);(3).
【分析】(1)分,两种情况讨论即可求解;
(2)方程两个不相等的实数根,可利用判别式建立不等式求解.
(3)求命题①、②全都是真命题时的范围为,则的补集即为所求.
【解析】(1)时,,符合题意;
当时,由求得,故的取值范围为.
(2)方程两个不相等的实数根,
即或,故取值范围为.
(3)设,,若命题①、②全都是真命题,
则的范围为
故当命题①、②中至多有一个命题为真时,
的取值范围是.
题型4:充分条件与必要条件
14.在下列各题中,用符号“”或“”把这两件事联系起来.
(1):实数满足,: 或
(2):,:或(为全集)
(3):,:
(4):,:
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【分析】(1)根据一元二次方程的解判断的关系;
(2)根据交集的概念,判断的关系;
(3)根据子集、交集的概念,判断的关系;
(4)根据实数性质,判断的关系.
【解析】(1)因为当时必有或,所以;
另一方面,当或时,一定有,所以.因此.
(2)当时,有且,所以,
又,,则,所以不能推出,即.
(3)因为,所以.
(4)因为当时必有或,所以;
另一方面,当时,一定有,所以.因此.
15.指出下列各组命题中,是的什么条件:(填“充分非必要条件”、“必要非充分条件”等)
(1):;:.
(2):同位角相等;:两直线平行.
(3):;:.
(4):;:.
【答案】(1)必要非充分条件
(2)充要条件
(3)既非充分也非必要条件
(4)充分非必要条件
【分析】(1)(2)(3)(4)根据,的关系逐一求解.
【解析】(1)由可得或者,
故是的必要不充分条件,
(2)同位角相等,两直线平行;当两直线平行时,同位角相等,
故是的充要条件
(3)由可得或,故是的既不充分也不必要条件,
(4)由可得,故是的充分不必要条件,
16.试用子集与推出关系说明是的什么条件.
(1),;
(2)是非零自然数,是正整数;
(3),;
(4),;
(5)使得关于的方程有唯一实根的实数,.
【答案】(1)充分非必要;(2)充要;(3)必要非充分;(4)充分非必要;(5)必要非充分
【分析】先确定每个小题的集合元素,再确定集合之间关系,逐一判断即可.
【解析】解:(1)或,是的真子集,故是的充分非必要条件;
(2)是非零自然数与是正整数完全等价,,故是的充要条件;
(3),是的真子集,故是的必要非充分条件;
(4)或,是的真子集,故是的充分非必要条件;;
(5)对于使得关于的方程有唯一实根的实数,
时,,符合题意;
时,,符合题意;
是的真子集,故是的必要非充分条件.
【点睛】考查四种条件的判断,需用子集与推出关系说明两个命题的关系;基础题.
题型5:充分条件与必要条件的综合判定
17.的一个充要条件是( )
A. B.
C., D.,
【答案】A
【分析】根据不等式的基本性质,结合充分条件、必要条件的判定方法,即可求解.
【解析】由不等式,可得,即,所以A符合题意;
由,可得或,所以选项B是的充分不必要条件;
选项C和D都为的既不充分也不必要条件.
故选:A.
18.若:,:,则是的( )
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】A
【分析】根据子集与真子集的定义及充分必要条件的定义可判断结果.
【解析】对于:因为,所以集合M中一定含有元素2,且元素4,5至少有一个,
则集合M可能为三种情况,所以是的充分不必要条件,
故选:A.
19.若集合,,则“”是“”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】A
【分析】
根据集合关系考查充分性及必要性即可求解.
【解析】
若,则,,
则“”是“”的充分条件;
若,则,
则时,不一定成立,
则“”是“”的充分不必要条件,
故选:A.
20.已知集合,则“”是“”的( )
A.必要不充分条件 B.充分不必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】根据给定条件,利用充分条件、必要条件的定义判断即得.
【解析】当时,,则;
反之,当时,或,解得或,
若,,满足,若,显然满足,
因此或,
所以“”是“”的充分不必要条件.
故选:B
题型6:逻辑推理,充分条件与必要条件的传递性
21.荀子曰:“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,“至千里”是“积跬步”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】A
【分析】利用充分必要条件的定义求解.
【解析】荀子的名言表明至千里必须积跬步,积跬步未必能至千里,故“至千里”是“积跬步”的的充分不必要条件.
故选:A.
22.已知是的充分非必要条件,的充要条件是,则是的 条件.
【答案】必要非充分
【分析】根据充分条件、必要条件的定义判断可得出结论.
【解析】由题意,,但,所以,是的必要非充分条件.
故答案为:必要非充分.
23.已知是的必要条件,是的充分条件,是的充分条件,则是的 条件,是的 条件,是的 条件. (填“充分”或“必要”)
【答案】 必要 必要 必要
【分析】根据充分、必要条件的定义判断可得答案.
【解析】是的必要条件,则,是的充分条件,则,
是的充分条件,,所以,
则是的必要条件,是的必要条件,是的必要条件.
故答案为:①必要;②必要;③必要.
24.已知甲、乙、丙三人的年龄均为正整数,且甲的年龄大于乙的年龄,则“乙的年龄大于丙的年龄”是“甲与丙的年龄之差不小于2”的( )
A.充要条件 B.必要不充分条件
C.充分不必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【分析】由甲、乙、丙三人的年龄均为正整数,甲的年龄大于乙的年龄,易判断“乙的年龄大于丙的年龄”是“甲与丙的年龄之差不小于”的充分不必要条件.
【解析】若乙的年龄大于丙的年龄,则乙与丙的年龄之差不小于1.因为甲的年龄大于乙的年龄,
所以甲与乙的年龄之差不小于1,所以甲与丙的年龄之差不小于2,反之不成立.
故“乙的年龄大于丙的年龄”是“甲与丙的年龄之差不小于”的充分不必要条件.
故选:C.
题型7:证明充要条件
25.判断下列命题的真假,并说明理由.
(1)“”是“”的必要不充分条件;
(2)“”是“”的充要条件.
【答案】(1)假命题,理由见解析
(2)真命题,理由见解析
【分析】(1)通过判定命题的充分性与必要性即可得出结论;
(2)通过判定命题的充分性与必要性即可得出结论.
【解析】(1)该命题是假命题.理由如下,
充分性:当时,,充分性成立,
必要性:由,得,,必要性不成立,
则“”是“”的充分不必要条件,故该命题是假命题.
(2)该命题是真命题.理由如下,
充分性:若,则,充分性成立,
必要性:若,则,必要性成立.
故该命题是真命题.
26.求证:关于x的方程有两个同号且不相等的实数根的充要条件是.
【答案】证明见解析
【分析】结合判别式、根与系数关系,先证得充分性,然后证得必要性.
【解析】①充分性:
因为,
所以方程的判别式,且两根积,
所以方程有两个同号且不相等的实根.
②必要性:
若方程有两个同号且不相等的实根,
设两根为,
则有,解得.
综合①②可知,方程有两个同号且不相等的实根的充要条件是,命题得证.
27.已知,求证:的充要条件是.
【答案】证明详见解析.
【分析】先证充分性,由条件去推结论成立,然后再证必要性,由结论去推条件成立即可.
【解析】证明:(1)充分性(条件结论)
因为,,
所以成立;
(2)必要性(结论条件)
因为,且,
所以
而,又,所以,
所以,所以成立,
综上:的充要条件是.
【点睛】本题考查了充要条件的证明,即证充分性,又证必要性,属于基础题.
题型8:根据充要条件求参数
28.已知:是:的充分不必要条件,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据题意结合充分、必要条件分析求解.
【解析】由题意可知:是的真子集,
可得,所以实数的取值范围为.
故答案为:.
29.若“不等式成立”的充要条件为“”,则实数的值为 .
【答案】
【分析】解不等式,根据充要条件的定义可得出关于的等式,解之即可.
【解析】解不等式得,
因为“不等式成立”的充要条件为“”,所以,解得,
所以,.
故答案为:.
30.若不等式 成立的一个充分不必要条件是 ,则实数 的取值范围为
【答案】
【分析】根据绝对值不等式的解法,结合充分不必要条件的性质进行求解即可.
【解析】由,
因为不等式 成立的一个充分不必要条件是 ,
所以有,等号不同时成立,解得.
故答案为:
31.设命题p:集合,命题q:集合,若,则实数a的取值范围是
【答案】
【分析】根据题意,由条件可得命题p是命题q的充分条件,列出不等式,即可得到结果.
【解析】因为,则命题p是命题q的充分条件,则,解得,即实数a的取值范围是.
故答案为:
32.设集合,命题,命题
(1)若是的充要条件,求正实数的取值范围;
(2)若是的充分不必要条件,求正实数的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)根据是的充要条件转化为求解即可;
(2)根据是的充分不必要条件,得真包含于,列出不等式求解即可.
【解析】(1)由条件, 是的充要条件,
得,即,解得,
所以实数的取值范围是.
(2)由是的充分不必要条件,得真包含于,
所以,或,解得,
综上实数的取值范围是.
题型9:反证法
33.若要用反证法证明“三角形的内角中最多有一个钝角”,需要假设“三角形的内角中 .
【答案】至少有两个钝角
【分析】根据反证法思想作答.
【解析】应假设结论的反面,即假设:至少有两个钝角.
故答案为:至少有两个钝角.
34.用反证法证明命题“或”时要做的假设是 .
【答案】“且”
【分析】根据题意,由反证法的证明方法即可得到结果.
【解析】用反证法证明,应先假设要证命题的否定成立,而要证命题的否定为:“且”.
故答案为:“且”
35.用反证法证明命题“设,则方程与至少有一个实根”时要做的假设是 .
【答案】假设,方程与都没有实根.
【分析】根据反证法假设方程都没有根.
【解析】用反证法证明命题“设,则方程与至少有一个实根”时要做的假设是
假设,方程与都没有实根.
故答案为:假设,方程与都没有实根.
题型10:命题的否定
36.陈述句“或”的否定形式是 .
【答案】且
【分析】根据命题的否定即可得到结论.
【解析】命题“或”的否定形式为“且”.
故答案为:且.
37.“所有自然数都是整数”的否定为 .
【答案】“有些自然数不是整数”
【分析】由全称命题的否定的定义即可得解.
【解析】“所有自然数都是整数”的否定为“有些自然数不是整数”.
故答案为:“有些自然数不是整数”.
38.命题“对任意一个实数,都有”的否定是( )
A.存在实数,使得
B.对任意一个实数,都有
C.存在实数,使得
D.对任意一个实数,都有
【答案】A
【分析】全称量词命题否定为存在量词命题即可.
【解析】命题“对任意一个实数,都有”的否定是:存在实数,使得.
故选:A.
39.已知为一个非空数集,语句:“任意的,”的否定形式是 .
【答案】存在,.
【分析】根据命题的否定的定义求解.
【解析】命题的否定只要否定结论,同时存在题词与全称量词互换.
“任意的,”的否定形式是:存在,.
故答案为:存在,.
题型11:用反证法证明
40.证明:是无理数.
【答案】证明见解析
【分析】利用反证法证明即可.
【解析】假设是有理数,
因为,所以不是整数,
则不妨设(、为互质正整数),
从而,所以,
因为是的倍数,所以是的倍数,
又是正整数,所以是的倍数,
设是正整数),则,则,
因为是的倍数,所以是的倍数,
又是正整数,所以也是的倍数,
这样,,就不是互质的正整数,
与假设矛盾,所以不可能(、为互质正整数),
所以是无理数.
41.已知,,,用反证法证明:、中至少有一个大于等于0.
【答案】证明见解析.
【分析】根据给定条件利用反证法证明命题的步骤和方法直接证明即可.
【解析】假设a、b中没有一个大于等于0,即,,则有,
又,,,则,
这与假设所得结论矛盾,因此,假设不成立,
所以,a、b中至少有一个大于等于0.
42.已知集合,,且.用反证法证明.
【答案】证明见解析
【分析】求出集合A,假设,可得矛盾.
【解析】由,解得或3,所以,
假设,则必有,与矛盾,所以假设错误,所以.
一、填空题
1.已知,则“”是“”的 条件(从“充分不必要”、“必要不充分”、“充要”、“不充分不必要”中选择一个作答).
【答案】充要
【分析】根据集合之间的关系及充分、必要性定义判断条件间的关系.
【解析】由,则,故,充分性成立;
由,则,故,必要性成立;
所以“”是“”的充要条件.
故答案为:充要
2.已知命题或,命题或,若是的充分非必要条件,则实数的取值范围是
【答案】
【分析】根据充分条件,必要条件和集合之间的关系等价法,即可求出.
【解析】因为是的充分非必要条件,所以是的真子集.
当,即时,,解得,又因为,所以;
当时,,显然是
的真子集.
综上,实数的取值范围是.
故答案为:.
3.已知命题“方程至少有一个负实根”,若为真命题的一个必要不充分条件为,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】先求得为真命题时的取值范围,再根据必要不充分条件求得的取值范围.
【解析】若命题“方程至少有一个负实根”为真命题,
时,,符合题意;
当时,,且,
则此时方程有一个正根和一个负根,符合题意;
当时,由,解得,
此时方程为符合题意;
由解得,此时,
则此时方程有两个负根,符合题意.
综上所述,为真命题时,的取值范围是.
若为真命题的一个必要不充分条件为,
则.
故答案为:
【点睛】含参数的一元二次方程根的分布问题,可采用直接讨论法来进行研究,也可以采用分离参数法来进行研究,如果采用直接讨论法,在分类讨论的过程中,要注意做到不重不漏.求命题的必要不充分条件,可转化为找一个比本身“大”的范围来进行求解.
4.已知集合点不在第一、三象限,集合,若“”是“”的必要条件,则实数a的取值范围是 .
【答案】
【分析】由必要条件得,进而有A可能为,,,结合集合A的描述列不等式组求对应x范围,根据可能集合情况确定参数范围即可.
【解析】由“”是“”的必要条件,即,
由A中元素为整数,故A只可能为,,,
由点不在第一、三象限,得:或,即①或②,
当时,①无解,由②得,
此时,故,有;
当时,由①②得,
此时,因,只须,有;
综上:实数a的取值范围是.
故答案为:
【点睛】关键点点睛:由必要条件确定集合A的可能情况,根据其描述求集合A中元素的范围,再综合所得考虑参数范围.
5.已知,均为正数,并且,给出下列四个结论:
①中小于1的数最多只有一个;
②中小于2的数最多只有两个;
③中最大的数不小于2022;
④中最小的数不小于.
其中所有正确结论的序号为 .
【答案】①②③
【分析】对于①②③,用反证法可以证明;对于④,举出反例说明其错误.
【解析】对于①,假设存在两个小于1的正数,不妨设,
则,则,
这与矛盾,
故中小于1的数最多只有一个, ①正确;
对于②, 假设存在3个小于2的正数,不妨设,
则,
则,这与矛盾,
故中小于2的数最多只有两个, ②正确;
对于③,假设,
则,
则与矛盾,
故中最大的数不小于2022, ③正确;
对于④,不妨假设中最小数为,取,
则取,
则,
即说明中最小的数可以小于,④错误,
故答案为:①②③
【点睛】方法点睛:对于关于最多或最少类命题的解决方法,一般可采用反证法;对于多个数中的最大数或最小数的范围判断问题,可以用反证法说明反面不成立,证明原命题成立,也可以举反例说明命题不成立.
二、单选题
6.已知是的充分条件,是的充分不必要条件,是的必要条件,是的必要条件,现有下列命题:①是的必要不充分条件;②是的充分不必要条件;③是的充分不必要条件;④是的充要条件.正确的命题序号是( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】C
【分析】根据题意以及充分条件和必要条件的定义确定之间的关系,然后逐一判断命题①②③④的正确性即可.
【解析】因为是的的充分条件,所以.因为是的充分不必要条件,所以,,
因为是的必要条件,所以.因为是的必要条件,所以,
所以由,,可得,
则是的充要条件,命题①错误;
则是的充要条件,命题②错误;
因为,,所以,,故是的充分不必要条件,命题③正确;
易得,,所以是的必要不充分条件,命题④错误,
故选:C.
7.已知命题:“非空集合的元素都是集合的元素”是假命题,给出下列命题,其中真命题的个数是( )
①中的元素都不是的元素;②中有不属于的元素;
③中有的元素;④中的元素不都是的元素.
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】由题意可得集合不是的子集.由此结合子集的定义与集合的运算性质,逐项判断即可.
【解析】根据命题"非空集合的元素都是集合的元素"是假命题,可得不是的子集
对于①,集合虽然不是所有元素都在中,但有可能有属于的元素,因此①是假命题;
对于②,因为不是的子集,所以必定有不属于的元素,故②是真命题;同理不能确定有没有的元素,故③是假命题;
对于④,由子集的定义可得,既然不是的子集,那么必定有一些不属于的元素,因此的元素不都是的元素,可得④是真命题.
故选:B.
三、解答题
8.已知非空集合,,全集.
(1)当时,求;
(2)若是成立的充分不必要条件,求实数a的取值范围.
【答案】(1)或
(2)
【分析】(1)方法一,根据条件,直接利用补集、并集的运算法则,即可求出结果;方法二,利用,利用交集运算,求出,即可求出结果.
(2)根据条件得出是的真子集,再根据集合间的包含关系即可求出结果.
【解析】(1)方法一:当时,,
所以或.
因为,
所以或,
所以或.
方法二:当时,,
故,
所以或.
(2)因为是成立的充分不必要条件,
所以是的真子集,
当时,或
解得或,
综上,实数a的取值范围是.
9.设,,是由三个整数组成的非空集,已知对于1、2、3的任意一个排列i、j、k,如果,,则,证明:,,中必有两个集合相等.
【答案】证明见解析
【分析】首先用反证法的思想证明在某个集合中有0,不妨设,则对任意,有,所以包含于,对于任意,有,所以包含于,所以.
【解析】由,,则,故,则三个集合中都有非负整数,
若三个集合都没有0,则取中最小的正整数a,
不妨设,取中的最小正整数b,不妨设,这时,
(否则b不可能大于a,只能等于a,所以,矛盾);
但是,这样就导致,且,与b为中的最小正整数矛盾.
∴三个集合中必有一个集合含有0.
∵三个集合中有一个集合含有0,不妨设,则,有,
∴包含于,对于任意,有,
∴包含于,则.
综上所述,这三个集合中必有两个集合相等.
10.设整数集合,其中,且对于任意,若,则.
(1)请写出一个满足条件的集合A;
(2)证明:任意,.
【答案】(1)(答案不唯一)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据题意可设,满足条件即可得解;
(2)根据满足任意,要证的形式,考虑反证法即可证明.
【解析】(1)令,满足,
当时,若满足,则成立,
即可写出一个满足条件的集合.
(2)假设存在一个使得,
令,其中且,
由题意,得,
由为正整数,得,这与为集合中的最大元素矛盾,
所以任意,.
【点睛】关键点点睛:利用反证法证明第二问,假设存在一个使得,首先把拆成是解题推理的关键,其次利用集合是整数构成的,且最大是解题的另外一个关键点.
11.已知,非空集合
(1)证明:的充要条件是;
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1)证明见解析;
(2)
【分析】(1)首先证明充分性:当时可求得集合,对参数是否为零进行分类讨论,可得集合中至少含有中的所有元素;再证明必要性:若可得方程的所有实数根都是方程的实根,即,得出证明;
(2)根据(1)的结论可知,然后对于参数是否为零进行分类讨论,易知当时符合题意,当时,对于方程的根的个数结合判别式进行讨论,并利用集合间的包含关系求得的取值范围是.
【解析】(1)充分性:若,则;
当时,可得
若,可得或;
当时,;即可得
所以可得集合中至少含有两个元素,可知,
当时,可得;此时当时,即可得;
此时,满足;综上可知充分性成立;
必要性:因为为非空集合,所以可知当时,
可知方程的所有实数根都是方程的实根,
即可得,
即,可得,所以必要性成立;
综上可得,的充要条件是;
(2)若时,满足;
由(1)中的结论可得,
此时;
当时,可得,此时,符合题意;
当时,可得,此时;
为使可知,集合;
对于方程,令
①当时,即时,,符合题意;
②当时,即时,此时,但且,不合题意;
③当时,即或时,,
为使,需满足或,即,解得;
这与大前提矛盾,不合题意;综合①②③可得符合题意;
综上可知,满足题意的的取值范围为
【点睛】关键点点睛:本题在求解参数的取值范围时,要结合(1)的结论将代入计算,并根据将集合转化成集合的子集,再对参数进行分类讨论后再利用判别式进行讨论计算可得结果.
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1.2常用逻辑用语
题型1:命题及判断其真假
1.下列语句
①考数学开心吗?
②好好做作业,争取下次数学能及格
③2不是素数
④0是自然数
其中是命题的语句的序号有 .
2.将下列命题改写成“若p,则q”的形式.
(1)在中,大角对大边.
(2)矩形的对角线互相垂直.
(3)相等的两个角的正弦值相等.
(4)等底等高的两个三角形是全等三角形.
3.下列语句是否为命题?如果是,判断它的真假.
(1)这道数学题有趣吗?(2)0不可能不是自然数;(3);(4);
(5)91不是素数;(6)上海的空气质量越来越好.
4.判断下列命题的真假:
(1)若,则方程有实根.
(2)若,则.
(3)若,则.
题型2:逆否命题及其真假的联系
5.写出下面两个的相关命题的逆命题、否命题、逆否命题,并判断它们的真假:
(1)命题:若,则.
逆命题:_______________________________________________________( )
逆否命题:_____________________________________________________( )
(2)命题:设是实数,如果,那么有实数根.
否命题:_______________________________________________________( )
逆否命题:_____________________________________________________( )
6.写出命题“若,则”的逆命题、否命题、逆否命题,并判断这四种命题的真假.
7.写出命题“若方程的两根均大于,则”的一个等价命题是 .
题型3:根据命题真假求参数范围
8.命题“若,则”的逆命题是真命题,则的取值范围是 .
9.命题“若,则”以及它的逆命题,否命题,逆否命题中,真命题的个数为 .
10.若命题甲“”和命题乙“或”中有且仅有一个是真命题,则实数x的取值范围是 .
11.若命题“方程ax2+bx+1=0有实数解”为真命题,则a,b满足的条件是 .
12.若命题p:方程无实数根是假命题,则实数a的取值范围是 .
13.已知命题①函数的图像总在轴上方;命题②关于的方程有两个不相等的实数根.
(1)若命题①为真命题,求的取值范围;
(2)若命题②为真命题,求的取值范围;
(3)若命题①②中至多有一个命题为真,求的取值范围;
题型4:充分条件与必要条件
14.在下列各题中,用符号“”或“”把这两件事联系起来.
(1):实数满足,: 或
(2):,:或(为全集)
(3):,:
(4):,:
15.指出下列各组命题中,是的什么条件:(填“充分非必要条件”、“必要非充分条件”等)
(1):;:.
(2):同位角相等;:两直线平行.
(3):;:.
(4):;:.
16.试用子集与推出关系说明是的什么条件.
(1),;
(2)是非零自然数,是正整数;
(3),;
(4),;
(5)使得关于的方程有唯一实根的实数,.
题型5:充分条件与必要条件的综合判定
17.的一个充要条件是( )
A. B.
C., D.,
18.若:,:,则是的( )
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
19.若集合,,则“”是“”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
20.已知集合,则“”是“”的( )
A.必要不充分条件 B.充分不必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
题型6:逻辑推理,充分条件与必要条件的传递性
21.荀子曰:“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,“至千里”是“积跬步”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
22.已知是的充分非必要条件,的充要条件是,则是的 条件.
23.已知是的必要条件,是的充分条件,是的充分条件,则是的 条件,是的 条件,是的 条件. (填“充分”或“必要”)
24.已知甲、乙、丙三人的年龄均为正整数,且甲的年龄大于乙的年龄,则“乙的年龄大于丙的年龄”是“甲与丙的年龄之差不小于2”的( )
A.充要条件 B.必要不充分条件
C.充分不必要条件 D.既不充分也不必要条件
题型7:证明充要条件
25.判断下列命题的真假,并说明理由.
(1)“”是“”的必要不充分条件;
(2)“”是“”的充要条件.
26.求证:关于x的方程有两个同号且不相等的实数根的充要条件是.
27.已知,求证:的充要条件是.
题型8:根据充要条件求参数
28.已知:是:的充分不必要条件,则实数的取值范围为 .
29.若“不等式成立”的充要条件为“”,则实数的值为 .
30.若不等式 成立的一个充分不必要条件是 ,则实数 的取值范围为
31.设命题p:集合,命题q:集合,若,则实数a的取值范围是
32.设集合,命题,命题
(1)若是的充要条件,求正实数的取值范围;
(2)若是的充分不必要条件,求正实数的取值范围.
题型9:反证法
33.若要用反证法证明“三角形的内角中最多有一个钝角”,需要假设“三角形的内角中 .
34.用反证法证明命题“或”时要做的假设是 .
35.用反证法证明命题“设,则方程与至少有一个实根”时要做的假设是 .
题型10:命题的否定
36.陈述句“或”的否定形式是 .
37.“所有自然数都是整数”的否定为 .
38.命题“对任意一个实数,都有”的否定是( )
A.存在实数,使得
B.对任意一个实数,都有
C.存在实数,使得
D.对任意一个实数,都有
39.已知为一个非空数集,语句:“任意的,”的否定形式是 .
题型11:用反证法证明
40.证明:是无理数.
41.已知,,,用反证法证明:、中至少有一个大于等于0.
42.已知集合,,且.用反证法证明.
一、填空题
1.已知,则“”是“”的 条件(从“充分不必要”、“必要不充分”、“充要”、“不充分不必要”中选择一个作答).
2.已知命题或,命题或,若是的充分非必要条件,则实数的取值范围是
3.已知命题“方程至少有一个负实根”,若为真命题的一个必要不充分条件为,则实数的取值范围是 .
4.已知集合点不在第一、三象限,集合,若“”是“”的必要条件,则实数a的取值范围是 .
5.已知,均为正数,并且,给出下列四个结论:
①中小于1的数最多只有一个;
②中小于2的数最多只有两个;
③中最大的数不小于2022;
④中最小的数不小于.
其中所有正确结论的序号为 .
二、单选题
6.已知是的充分条件,是的充分不必要条件,是的必要条件,是的必要条件,现有下列命题:①是的必要不充分条件;②是的充分不必要条件;③是的充分不必要条件;④是的充要条件.正确的命题序号是( )
A.① B.② C.③ D.④
7.已知命题:“非空集合的元素都是集合的元素”是假命题,给出下列命题,其中真命题的个数是( )
①中的元素都不是的元素;②中有不属于的元素;
③中有的元素;④中的元素不都是的元素.
A.1 B.2 C.3 D.4
三、解答题
8.已知非空集合,,全集.
(1)当时,求;
(2)若是成立的充分不必要条件,求实数a的取值范围.
9.设,,是由三个整数组成的非空集,已知对于1、2、3的任意一个排列i、j、k,如果,,则,证明:,,中必有两个集合相等.
10.设整数集合,其中,且对于任意,若,则.
(1)请写出一个满足条件的集合A;
(2)证明:任意,.
11.已知,非空集合
(1)证明:的充要条件是;
(2)若,求的取值范围.
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