内容正文:
赢在微点 轻松课堂 数学
第一章
集合与常用逻辑用语
1.5 全称量词与存在量词
1.5.1 全称量词与存在量词
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学校为了迎接秋季田径运动会,正在排练由500名学生参加的开幕式团体操表演.这500名学生符合下列条件:①所有学生都来自高二年级;②至少有30名学生来自高二(1)班.这就涉及了全称量词与存在量词.
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课程标准
通过已知的数学实例,理解全称量词与存在量词的意义.
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知识点一 全称量词与全称量词命题
【知识梳理】
(1)短语“所有的”“任意一个”在逻辑中通常叫做 ,并用符号“∀”表示.
(2)含有全称量词的命题,叫做 .
(3)全称量词命题的表述形式:对M中任意一个x,p(x)成立,可简记为
.
全称量词
全称量词命题
∀x∈M,p(x)
(4)全称量词命题的真假判断:要判定全称量词命题“∀x∈M,p(x)”是真命题,需要对集合M中每个元素x,证明p(x)成立;如果在集合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.
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判断下列命题是否为全称量词命题,并判断真假.
(1)自然数的平方大于或等于零;
解
例1
(1)全称量词命题.表示为∀n∈N,n2≥0,真命题.
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(2)所有的二次函数的图象的开口都向上;
解
(2)全称量词命题.对于任意二次函数,它的图象的开口都向上,假命题.
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(3)矩形的对角线相等;
解
(3)全称量词命题,且为真命题.
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(4)平面内,与一个圆只有一个公共点的直线是该圆的切线.
解
(4)全称量词命题,且为真命题.
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(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)要判定一个全称量词命题是真命题,必须对限定集合M中的每个元素x验证p(x)成立;但要判定全称量词命题是假命题,却只要能举出集合M中的一个x=x0,使得p(x0)不成立即可(这就是通常所说的“举出一个反例”).
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判断 下列全称量词命题的真假.
(1)每个四边形的内角和都是360°;
训练1
解
(1)真命题.
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(2)任何实数都有算术平方根;
解
(2)负数没有算术平方根,假命题.
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(3)∀x∈{y|y是无理数},x2是无理数.
解
(3)x=是无理数,但x2=2是有理数,假命题.
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知识点二 存在量词与存在量词命题
【知识梳理】
(1)短语“存在一个”“至少有一个”在逻辑中通常叫做 ,并用符号“∃”表示.
(2)含有存在量词的命题,叫做 .
(3)存在量词命题的表述形式:存在M中的元素x,p(x)成立,可简记为
.
(4)存在量词命题的真假判断: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)成立即可;如果在集合M中,使p(x)成立的元素x不存在,那么这个存在量词命题是假命题.
存在量词
存在量词命题
∃x∈M,p(x)
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(1)下列命题中,是存在量词命题且为真命题的是
A.存在x<0,x2-2x-3=0
B.有一个实数x,使x2+2x+4=0
C.∀x∈R,=x
D.已知an=2n,bm=3m,对于任意n,m∈N*,an≠bm
例2
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A.存在量词命题,因为x2-2x-3=0的根为x=-1或3,所以存在x=-1<0,使x2-2x-3=0,故A为真命题;B.存在量词命题,由于Δ=22-4×4=-12<0,方程无实根,故B为假命题;C.全称量词命题,=|x|=故C为假命
题;D.全称量词命题,当n=3,m=2时,a3=b2,故D为假命题.故选A.
解析
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(2)指出下列命题中,哪些是全称量词命题,哪些是存在量词命题,并判断真假.
①有的集合中存在两个相同的元素;
解
①是存在量词命题,由集合中元素的互异性可知,此命题是假命题.
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②∀a,b∈R,(a+b)(a2-ab+b2)=a3+b3;
解
②是全称量词命题,∀a,b∈R,(a+b)(a2-ab+b2)=a3-a2b+ab2+a2b-ab2+b3=a3+b3是真命题.
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③存在一个x∈R,使=0;
解
③是存在量词命题,因为不存在x∈R,使=0成立,所以该命题是假命题.
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④对任意直角三角形的两个锐角A,B,都有sin A=cos B.
解
④是全称量词命题,根据锐角三角函数的定义可知,对任意直角三角形的两个锐角A,B,都有sin A=cos B,是真命题.
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存在量词命题真假的判断方法
判断存在量词命题“∃x∈M,p(x)”的真假性的关键是探究集合M中x的存在性.若找到一个元素x∈M,使p(x)成立,则该命题是真命题;若不存在x∈M,使p(x)成立,则该命题是假命题.
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指出下列命题是全称量词命题还是存在量词命题,并判断它们的真假.
(1)存在两个正实数x,y使x2+y2=0;
训练2
解
(1)是存在量词命题,因为当x2+y2=0时,x=y=0,所以不存在x,y为正实数,使x2+y2=0,故此命题是假命题.
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(2)所有有两个角是45°的三角形是等腰直角三角形;
解
(2)是全称量词命题,有两个角是45°的三角形,第三个角必是直角,所以此三角形是等腰直角三角形,故此命题是真命题.
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(3)能被5整除的整数末位数是0.
解
(3)是全称量词命题,因为25能被5整除,但末位数不是0,因此该命题是假命题.
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知识点三 求参数的取值范围
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,求实数m的取值范围.
解
例3
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}.
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【变式】 (1)把本例中命题p改为“∃x∈A,x∈B”,则实数m的取值范围为 .
解析
p为真,则A∩B≠⌀,因为B≠⌀,所以m≥2.所以解得2≤m≤4.
{m|2≤m≤4}
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(2)把本例中命题p改为“∀x∈A,x∈B”,是否存在实数m,使命题p是真命题?若存在,求出实数m的取值范围;若不存在,说明理由.
解析
由于命题p:“∀x∈A,x∈B”是真命题,所以A⊆B,B≠⌀,所以无解,所以不存在实数m,使命题p是真命题.
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解决含有量词的命题的求参问题的思路
(1)全称量词命题求参的问题,常以一次函数、二次函数等为载体进行考查,一般在题目中出现“恒成立”等词语,解决此类问题,可通过构造函数,利用数形结合求参数范围,也可用分离参数法求参数范围.
(2)存在量词命题求参数范围的问题中常出现“存在”等词语,对于此类问题,通常假设存在满足条件的参数,然后利用条件求参数范围,若能求出参数范围,则假设成立;反之,假设不成立.
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(1)已知命题p:“∀x∈R,mx2≥0”是真命题,则实数m的取值范围是 .
训练3
{m|m≥0}
解析
因为x2≥0,所以m≥0.
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(2)已知命题p:“∃x∈R,关于x的一元二次方程x2+2x+m=0有实数根”是真命题,则实数m的取值范围是 .
解析
Δ=(2)2-4m≥0,即m≤3.
{m|m≤3}
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当|堂|检|测
1.(多选题)下列命题中,是全称量词命题的是
A.任何一个实数乘0都等于0
B.自然数都是正整数
C.对于任意x∈Z,2x+1是奇数
D.一定存在没有最大值的二次函数
D是存在量词命题.故选ABC.
解析
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2.下列命题中,是存在量词命题的是
A.有些自然数是偶数
B.正方形是菱形
C.能被6整除的数也能被3整除
D.对任意实数a,b,c,关于x的方程ax2+bx+c=0都有两个实数解
命题A含有存在量词;命题B可以叙述为“所有的正方形都是菱形”,故为全称量词命题;命题C可以叙述为“一切能被6整除的数也能被3整
除”,是全称量词命题;命题D是全称量词命题.故选A.
解析
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3.下列命题是“∀x∈R,x2>3”的另一种表述方法的是
A.有一个x∈R,使x2>3成立
B.对有些x∈R,使x2>3成立
C.任选一个x∈R,使x2>3成立
D.至少有一个x∈R,使x2>3成立
“∀x∈R,x2>3”是全称量词命题,改写时应使用全称量词.故选C.
解析
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4.已知命题p:∀x∈,-a≥0是真命题,求实数a的取值范围.
因为-a≥0,所以a≤.由题意知a≤,又x∈,所以1≤≤2,所以a≤1.故实数a的取值范围为{a|a≤1}.
解
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$$