内容正文:
1.5 全称量词与存在量词
1.5.1 全称量词与存在量词
第一章 集合与常用逻辑用语
学习单元2 充分条件与必要条件 全称量词与存在量词
[学习目标] 通过已知的数学实例,理解全称量词与存在量词的意义.
知识点1 全称量词与全称量词命题及存在量词与存在量词命题
内容索引
知识点2 全称量词命题、存在量词命题的真假判断
课时作业 巩固提升
知识点3 由含量词命题的真假求参数的取值范围
课堂达标·素养提升
3
知识点1 全称量词与全称量词命题及存在量词与存在量词命题
全称量词命题 存在量词命题
量词 所有的、任意一个、一切、每一个 存在一个、至少有一个、有些、有的
量词
符号 _____ ____
定义 含有 的命题 含有 的命题
形式 “对M中任意一个x,p(x)成立”用符号简记为:________________ “存在M中的元素x,p(x)成立”用符号简记为:_______________
∀
∃
全称量词
存在量词
∀x∈M,p(x)
∃x∈M,p(x)
(1)语句①x>10,②10x+1是整数,它们是命题吗?限定①中x∈R,②中x∈Z,将它们改写成全称命题的形式.
[解] (1)①②中,x范围变化时,真假不确定,因此,不是命题.若改写为全称命题,对变量x添加限定范围.
①∀x∈R,x>10.②∀x∈Z,10x+1是整数.
例1
(2)语句:①10x+1=15,②x能被6和9整除,它们是命题吗?限定①中x∈N,②中x∈R,将它们改成存在量词命题的形式.
[解] (2)①②中,x范围变化时,真假不确定,因此不是命题.若改为存在量词命题,对x添加范围限定.
即①∃x∈N,10x+1=15.
②∃x∈R,x能被6和9整除.
1.判断一个命题是否为全称量词命题,主要看命题中是否有“所有的,任意一个,一切,每一个,任给”等表示全体的量词,有些命题的全称量词是隐藏的,要仔细辨别.
2.判断一个命题是否为存在量词命题,主要看命题中是否有表示部分的量词,有些命题的存在量词是隐藏的,要仔细辨别.
思维提升
1.判断下列命题是全称量词命题还是存在量词命题.
①有些自然数是偶数;②正方形是菱形;③能被6整除的数也能被3整除;④对于任意x∈R,总有x2≥0.
解:命题①含有存在量词;命题②可以叙述为“所有的正方形都是菱形”,是全称量词命题;命题③可以叙述为“一切能被6整除的数也都能被3整除”,是全称量词命题;命题④是全称量词命题.故有一个存在量词命题.
跟踪训练
知识点2 全称量词命题、存在量词命题的真假判断
1.要判断全称量词命题“∀x∈M,p(x)”是真命题,需要对集合M中每个元素x,证明p(x) .要判定全称量词命题“∀x∈M,p(x)”是假命题,只需 ,即在集合M中找到一个元素x0,使p(x0)不成立,那么这个全称量词命题就是假命题.
2.要判定存在量词命题“∃x∈M,p(x)”是真命题,只需在集合M中找到一个元素x,使p(x) 即可.要判定存在量词命题是假命题,需对集合M中任意一个元素x,证明p(x)都 .
成立
举出一个反例
成立
不成立
判断下列命题是全称量词命题,还是存在量词命题,并指出它是真命题还是假命题.
(1)对顶角相等;
[解] (1)全称量词命题,由定理:两直线相交,对顶角相等,故“对顶角相等”为真命题;
例2
(2)∃x∈Z,x3<1;
[解] (2)存在量词命题,取x=0,03<1,故“∃x∈Z,x3<1”为真命题;
(3)∀x∈R,|x|+1≥2;
[解] (3)全称量词命题,取x=0,|0|+1<2,故“x∈R,|x|+1≥2”是假命题;
(4)有一个实数x,使x2+2x+4=0.
[解] (4)存在量词命题,对于方程x2+2x+4=0,Δ=22-4×4=-12<0,方程无解,故“有一个实数,使x2+2x+4=0”为假命题.
判定全称量词命题为真命题与判定存在量词命题为假命题类似,都需对集合M中的元素x做全面判断,而判定全称量词命题为假命题与判定存在量词命题为真命题类似,只需在集合M中找到一个元素分析即可.
思维提升
2.下列命题中是真命题的是 .
①所有圆的圆心到其切线的距离都等于半径;
②至少有一个整数n,使n2+n为奇数;
③负数的平方都是正数;
④∃无理数x,x2是无理数.
跟踪训练
①③④
①正确;②中,n2+n=n(n+1),而n∈Z时,n,n+1中一奇一偶,n(n+1)必为偶数,故②错误;③正确;④中,取x=π,π2也是无理数,故④正确.
知识点3 由含量词命题的真假求参数的取值范围
把命题的 转化为其他数学问题,再转化为关于参数的不等式(组)求参数的取值范围.
真假问题
已知集合A={x|-2≤x≤5},B={x|m+1≤x≤2m-1},且B≠⌀,若命题p:“∀x∈B,x∈A”是真命题,求m的取值范围.
[分析] 命题p:“∀x∈B,x∈A”是真命题等价于B⊆A.
例3
[解] 由于命题p:“∀x∈B,x∈A”是真命题,
所以B⊆A,因为B≠⌀,所以
解得2≤m≤3.
即m的取值范围为{m|2≤m≤3}.
依据含量词命题的真假求参数取值范围
1.首先根据全称量词和存在量词的含义透彻地理解题意.
2.其次根据含量词命题的真假把命题的真假问题转化为集合间的关系,再转化为关于参数的不等式(组)求参数的取值范围.
思维提升
3.已知“∀x∈R,|x|+1≥a”为真命题,则a的取值范围是 .
由“∀x∈R,|x|+1≥a”为真命题知,a不大于|x|+1中的所有值,即a≤(|x|+1)min,由(|x|+1)min=1,∴a≤1.
跟踪训练
{a|a≤1}
〈课堂达标·素养提升〉
1.下列结论正确的个数是( )
①命题“所有的四边形都是矩形”是存在量词命题;
②命题“∀x∈R,x2+2<0”是全称量词命题;
③命题“∃x∈R,x2+4x+4≤0”是存在量词命题.
A.0 B.1
C.2 D.3
C
①命题“所有的四边形都是矩形”是全称量词命题,故①错误;②命题“∀x∈R,x2+2<0”是全称量词命题,故②正确;③命题“∃x∈R,x2+4x+4≤0”是存在量词命题,故③正确.
2.命题“有些负数满足不等式(1+x)(1-9x)2>0”用“∃”写成存在量词命题为 .
∃x<0,(1+x)(1-9x)2>0
3.下列全称量词命题中,真命题的个数为 .
①∀x∈R,x2+2>0;②∀x∈N,x4≥1;
③对任意x,y,都有x2+y2≠0.
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①由于∀x∈R,都有x2≥0,因而有x2+2≥2>0,即x2+2>0,所以命题“∀x∈R,x2+2>0”是真命题.②因为0∈N,当x=0时,x4≥1不成立,所以命题“∀x∈N,x4≥1”是假命题.③当x=y=0时,x2+y2=0,所以是假命题.
课时作业 巩固提升
[A组 必备知识练]
1.下列命题中是全称量词命题的是( )
A.存在x∈R,使x2-x+1<0
B.所有2的倍数都是偶数
C.有一个实数x,使|x|≤0
D.有的三角形是等边三角形
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B
在A,C,D中,分别含有存在量词“存在”“有一个”“有的”,故A,C,D都是存在量词命题;对于B,含有全称量词“所有”,故B是全称量词命题.
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2.下列命题中形式不同于其他三个的是( )
A.∀x∈Z,x3-9<x2
B.∃x∈R,x2-2x+1≠0
C.每一个正数的倒数都大于0
D.∀x<2,x-3<0
A,C,D均为全称量词命题,而B为存在量词命题.
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B
3.下列命题中为真命题的是( )
A.∃x∈R,x2+1<0
B.∃x∈Z,3x+1是整数
C.∀x∈R,|x|>3
D.∀x∈Q,x2∈Z
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B
∃x∈R,x2+1<0,显然不成立,A错误;∃x∈Z,3x+1是整数,B正确;∀x∈R,|x|>3,例如x=0,则不成立,C错误;∀x∈Q,x2∈Z,例如x=,则x2∉Z,D错误.
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4.下列命题:
①至少有一个x使x2+2x+1=0成立;
②对任意的x都有x2+2x+1=0成立;
③对任意的x都有x2+2x+1=0不成立;
④存在x使x2+2x+1=0成立.
其中是全称量词命题的是 (填序号).
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②③
①至少有一个x使x2+2x+1=0成立,这是一个存在量词命题;②对任意的x都有x2+2x+1=0成立,这是一个全称量词命题;③对任意的x都有x2+2x+1=0不成立,这是一个全称量词命题;④存在x使x2+2x+1=0成立,这是一个存在量词命题.
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5.下列命题:(1)∀x∈R,x2+1≥1;(2)对每一个无理数x,x4也是无理数;(3)存在x∈R,使x2+2x+3=0.其中假命题个数为 .
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(1)任意x∈R,总有x2≥0,因而x2+1≥1,所以全称量词命题“∀x∈R,x2+1≥1”是真命题.
(2)是无理数,但()4=4是有理数,所以全称量词命题“对每一个无理数x,x4也是无理数”是假命题.
(3)由于任意x∈R,x2+2x+3=(x+1)2+2≥2,因此使x2+2x+3=0的实数x不存在,所以存在量词命题“存在x∈R,使x2+2x+3=0”为假命题.
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6.用量词符号“∀”“∃”表述下列命题,并判断真假.
(1)所有实数x都能使x2+x+>0成立;
解:(1)∀x∈R,x2+x+>0;真命题.
(2)对所有实数a,b,方程ax+b=0恰有一个解;
解:(2)∀a,b∈R,ax+b=0恰有一解;假命题.
如当a=0,b=0时,该方程的解有无数个.
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(3)一定有整数x,y,使得3x-2y=10成立;
解:(3)∃x,y∈Z,3x-2y=10;真命题.
(4)所有的有理数x都能使x2+x+1是有理数.
解:(4)∀x∈Q,x2+x+1是有理数;真命题.
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[B组 关键能力练]
7.已知集合A,B是非空集合且A⊆B,则下列结论中错误的是( )
A.∃x∈A,x∈B B.∀x∈A,x∈B
C.A∩B=A D.A∩(∁UB)≠⌀
因为集合A,B为非空集合,且A⊆B,所以∃x∈A,x∈B;∀x∈A,x∈B;A∩B=A均为真,而且A∩(∁UB)=⌀,因此D错误.
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D
8.若命题“∃x∈R,x2+mx+=0”为真命题,则m的取值范围是( )
A.m≤-1 B.m≥1
C.m≤-1或m≥1 D.-1≤m≤1
由题可知Δ=m2-4×≥0,解得m≤-1或m≥1.
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C
9.能够说明“设a,b,c是任意实数.若a>b>c,则a+b>c”是假命题的一组整数a,b,c的值依次为 .
由题意知,a,b,c均小于0,可以找到满足题意的一组数据:a=-1,b=-2,c=-3.
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-1,-2,-3(答案不唯一)
10.若“存在x∈R,x2+a<0”为真命题,则实数a的取值范围是
.
由“存在x∈R,x2+a<0”为真命题,即x2+a的所有取值都小于0,当且仅当y=x2+a的最小值小于0,命题成立,而y=x2+a的最小值为a,故a<0.
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{a|a<0}
11.对任意a,b∈R,且1+b≠0,=是全称量词命题吗?你能判断这个命题的真假吗?如果是真命题,请给予说明;如果不是真命题,请补充条件,使之成为真命题.
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解:给定命题是全称量词命题,且是假命题.
若=,则还需满足a+b≥0,1+b>0或a+b≤0,1+b<0.
即对任意a,b∈R,且1+b≠0,(1+b)(a+b)≥0,
=是真命题.
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12.若∀x∈R,函数y=x2+mx-1-a的图象和x轴恒有公共点,求实数a的取值范围.
解:因为函数y=x2+mx-1-a的图象和x轴恒有公共点,
所以Δ=m2+4(1+a)≥0恒成立,
即m2+4a+4≥0恒成立.
设y1=m2+4a+4,则可转化为此二次函数的图象恒在x轴上方(或图象顶点在x轴上)的充要条件是Δ1=02-4(4a+4)≤0,可得a≥-1.
综上所述,实数a的取值范围是{a|a≥-1}.
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