内容正文:
专题02 常用逻辑用语求参数取值范围的4种考法
目录
解题知识必备 1
压轴题型讲练 2
类型一、由命题的真假求参数的取值范围 2
类型二、全称量词命题、存在量词命题为真假命题时求参数 4
类型三、恒成立求参数取值范围 6
类型四 充分、必要、充要条件求参数取值范围 8
压轴能力测试 9
1.全称量词命题的真假判断
全称量词:短语“对所有的”“对任意一个”在逻辑中通常叫做全称量词.符号:∀
全称量词:对应日常语言中的“一切”、“任意的”、“所有的”、“凡是”、“任给”、“对每一个”等词,用符号“∀”表示.
含有全称量词的命题.“对任意一个x∈M,有p(x)成立”简记成“∀x∈M,p(x)”.
命题
全称命题∀x∈M,p(x)
表述方法
①所有的x∈M,使p(x)成立
②对一切x∈M,使p(x)成立
③对每一个x∈M,使p(x)成立
④对任给一个x∈M,使p(x)成立
⑤若x∈M,则p(x)成立
2.全称量词命题否定的真假判断
一般地,对于含有一个量词的全称命题的否定,有下面的结论:
全称命题p:∀x∈M,p(x)它的否命题¬p:∃x0∈M,¬p(x0).
3.存在量词命题的真假判断
存在量词:对应日常语言中的“存在一个”、“至少有一个”、“有个”、“某个”、“有些”、“有的”等词,用符号“∃”表示.
特称命题:含有存在量词的命题.“∃x0∈M,有p(x0)成立”简记成“∃x0∈M,p(x0)”.
“存在一个”,“至少有一个”叫做存在量词.
命题
特称命题∃x0∈M,p(x0)
表述方法
①存在x0∈M,使p(x0)成立
②至少有一个x0∈M,使p(x0)成立
③某些x∈M,使p(x)成立
④存在某一个x0∈M,使p(x0)成立
⑤有一个x0∈M,使p(x0)成立
4.存在量词命题否定的真假判断
一般地,对于含有一个量词的特称命题的否定,有下面的结论:
特称命题p:∃x0∈M,p(x0)它的否命题¬p:∀x∈M,¬p(x).
5. 充分不必要条件的判断:
充分不必要条件是指如果条件P成立,则条件Q必然成立,但条件Q成立时,条件P不一定成立.用符号表示为P⇒Q,但 Q⇏P.这种条件在数学中表明某个条件足以保证结果成立,但不是唯一条件.
6. 必要不充分条件的判断:
必要不充分条件是指如果条件Q成立,则条件P必然成立,但条件P成立时,条件Q不一定成立.用符号表示为Q⇒P,但 P⇏Q.这种条件在数学中表明某个条件必须满足才能保证结果成立,但单靠这个条件不能完全保证结果成立.
7. 充要条件的判断:
充要条件是指条件P和条件Q之间互为充分必要条件.即若P成立,则Q成立,若Q成立,则P也成立.用符号表示为P⇔Q.充要条件在数学中非常重要,因为它们表示两个条件是等价的.
8.既不充分也不必要条件的判断
既不充分也不必要条件是指条件P和条件Q之间没有任何充分或必要的关系.即P成立与否对Q成立与否没有影响.
类型一 由命题的真假求参数的取值范围
由命题的真假求参数的取值范围的基本步骤
第一步,明确命题的条件和结论;
第二步,根据所学知识写出命题为真时参数所满足的条件;
第三步,化简相应的条件,求出参数的取值范围,若求命题为假时参数的取值范围,则应求命题为真时参数取值范围对应的补集.
例1.设命题:关于的方程有两个不相等的实数根,关于的方程无实数根.
(1)若为真,求实数的取值范围;
(2)若为真为假,求实数的取值范围.
【变式训练1】已知命题p:方程有两个不等的负根;命题q:方程无实根.
(1)若为真命题,求m的取值范围;
(2)若p,q两命题一真一假,求m的取值范围;
【变式训练2】设命题:对任意,不等式恒成立,命题:存在,使得不等式成立.
(1)若为真命题,求实数的取值范围;
(2)若为假命题,为真命题,求实数的取值范围.
【变式训练3】已知命题P:不等式的解集中的整数有且仅有-1,0,1.求a的取值范围.
命题Q:集合且.
(1)分别求命题P、Q为真命题时的实数a的取值范围;
(2)当实数a取何值时,命题P、Q中有且仅有一个为真命题;
(3)设P、Q皆为真时a的取值范围为集合S,,若全集,,求实数m的取值范围.
类型二 全称量词命题、存在量词命题为真假命题时求参数
已知命题p为假命题求参数的值或取值范围时,通常转化为-p是真命题后,再求参数的值或取值范围.
(1)存在量词命题为真命题求参数范围(值)的问题,常以一次函数、二次函数等为载体进行考查,一般在题目中会出现“恒成立”等词语.解决此类问题,可构造函数,利用数形结合、分离参数等方法求参数的范围(值).
(2)已知存在量词命题为真命题求参数范围(值)的问题时,通常先假设存在满足条件的参数,然后分离参数,并利用条件求参数范围(值).
例2.已知集合,,且.
(1)若是真命题,求实数的取值范围;
(2)若是真命题,求实数的取值范围.
【变式训练1】(2023·河南商丘·期中)已知.
(1)若为真命题,求的取值范围;
(2)若一个是真命题,一个是假命题,求的取值范围.
【变式训练2】(23-24高一上·江苏盐城·阶段练习)已知,命题:,;命题:,.
(1)若是真命题,求的最大值;
(2)若、中有且只有一个是真命题,求的取值范围.
【变式训练3】(23-24高一上·天津东丽·阶段练习)已知命题,命题.
(1)若命题为假命题,求实数的取值范围;
(2)若命题和均为真命题,求实数的取值范围.
【变式训练4】(23-24高一上·内蒙古呼和浩特·期中)(1)已知集合,.若,求实数的取值范围;
(2)若命题“,”为假命题,求的取值范围.
【变式训练5】命题成立;命题成立.
(1)若命题p为真命题,求实数m的取值范围;
(2)若命题q为假命题,求实数m的取值范围;
(3)若命题p,q至少有一个为真命题,求实数m的取值范围.
类型三 恒成立求参数取值范围
“恒成立”问题,这是一类综合性强,且有一定难度的问题,解决有关“恒成立”的问题时,若能分离参数,则尽量利用分离参数法求解.
例3.(23-24高一上·重庆合川·阶段练习)已知命题且,命题恒成立,若与不同时为真命题,则的取值范围是 .
【变式训练1】已知命题“,恒成立”是真命题,则实数的取值范围是 .
【变式训练2】已知命题,且,命题,恒成立,若命题为真命题则的取值范围是: ,为假命题,则的取值范围是 .
【变式训练3】(22-23高一上·黑龙江大庆·阶段练习)已知,命题p:,不等式恒成立;命题q:,使得成立.
(1)若p为真命题,求实数m的取值范围;
(2)若q和p一真一假,求实数m的取值范围.
【变式训练4】(23-24高一上·湖北黄冈·期中)已知命题,,命题和是方程的两个实根,不等式对任意实数恒成立;
(1)若命题p为真命题,求实数a的取值范围;
(2)若命题有且只有一个为真命题,求实数a的取值范围.
【变式训练5】设命题:对任意,不等式恒成立,命题存在,使得不等式成立.
(1)若为真命题,求实数的取值范围;
(2)若为假命题,为真命题,求实数的取值范围.
类型四 充分、必要、充要条件求参数取值范围
根据充分、必要、充要条件求参数的取值范围的步骤
(1)记集合,.
(2)根据题中条件将问题转化为集合之间的关系:若p是q的充分不必要条件,则;若p是q的必要不充分条件,则NM;若p是q的充要条件,则M=N.
(3)根据集合间的关系列关于参数的不等式(组).
(4)解不等式(组)即可得参数的取值范围.
例4.(24-25高一上·云南文山·阶段练习)已知命题,使为真命题,则实数m的取值集合为B,若为非空集合,且是的充分不必要条件,则实数a的取值范围是 .
【变式训练1】(23-24高一上·福建·期中)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 .
【变式训练2】(23-24高一上·辽宁·阶段练习)已知集合、集合().
(1)若,求实数的取值范围;
(2)设命题:;命题:,若命题是命题的必要不充分条件,求实数的取值范围.
【变式训练3】(23-24高一上·安徽阜阳·阶段练习)
(1)是否存在m的值,使得是的充要条件,若存在求出m的值;若不存在,请说明理由.
(2)若是的充分条件,求m的取值范围
(3)若=,求m的取值范围
【变式训练4】已知集合, ,请在①充分条件,②必要条件,③充要条件这三个条件中任选一个,补充在下面问题(2)中,若问题(2)中的实数存在,求出的取值范围;若不存在,请说明理由.
(1)若,求实数的取值范围;
(2)若是的________条件,判断实数是否存在?
1.(22-23高一上·江苏常州·阶段练习)函数在数学上称为高斯函数,也叫取整函数,其中表示不大于的最大整数,如.那么不等式成立的充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
2.(21-22高一上·河南驻马店·阶段练习)下列选项中,是“是集合的真子集”成立的必要不充分条件的是( )
A. B.
C. D.
3.方程至少有一个负实根的充要条件是( )
A. B. C. D.或
4.(23-24高一上·广东佛山·阶段练习)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.已知下列两个命题:,不等式恒成立;,有最小值.若两个命题中有且只有一个是真命题,则实数的取值范围是 .
6.(23-24高一上·辽宁沈阳·阶段练习)已知,,若它们同时满足:
①,或;
②,
则m取值范围是 .
7.已知命题,方程有两个正根,求实数的取值范围,使命题、有且只有一个为真命题.
8.已知全集,集合,集合.条件①;②是的充分条件;③,使得.
(1)若,求;
(2)若集合A,B满足条件__________(三个条件任选一个作答),求实数m的取值范围.
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专题02 常用逻辑用语求参数取值范围的4种考法
目录
解题知识必备 1
压轴题型讲练 3
类型一、由命题的真假求参数的取值范围 3
类型二、全称量词命题、存在量词命题为真假命题时求参数 6
类型三、恒成立求参数取值范围 11
类型四 充分、必要、充要条件求参数取值范围 15
压轴能力测试 19
1.全称量词命题的真假判断
全称量词:短语“对所有的”“对任意一个”在逻辑中通常叫做全称量词.符号:∀
全称量词:对应日常语言中的“一切”、“任意的”、“所有的”、“凡是”、“任给”、“对每一个”等词,用符号“∀”表示.
含有全称量词的命题.“对任意一个x∈M,有p(x)成立”简记成“∀x∈M,p(x)”.
命题
全称命题∀x∈M,p(x)
表述方法
①所有的x∈M,使p(x)成立
②对一切x∈M,使p(x)成立
③对每一个x∈M,使p(x)成立
④对任给一个x∈M,使p(x)成立
⑤若x∈M,则p(x)成立
2.全称量词命题否定的真假判断
一般地,对于含有一个量词的全称命题的否定,有下面的结论:
全称命题p:∀x∈M,p(x)它的否命题¬p:∃x0∈M,¬p(x0).
3.存在量词命题的真假判断
存在量词:对应日常语言中的“存在一个”、“至少有一个”、“有个”、“某个”、“有些”、“有的”等词,用符号“∃”表示.
特称命题:含有存在量词的命题.“∃x0∈M,有p(x0)成立”简记成“∃x0∈M,p(x0)”.
“存在一个”,“至少有一个”叫做存在量词.
命题
特称命题∃x0∈M,p(x0)
表述方法
①存在x0∈M,使p(x0)成立
②至少有一个x0∈M,使p(x0)成立
③某些x∈M,使p(x)成立
④存在某一个x0∈M,使p(x0)成立
⑤有一个x0∈M,使p(x0)成立
4.存在量词命题否定的真假判断
一般地,对于含有一个量词的特称命题的否定,有下面的结论:
特称命题p:∃x0∈M,p(x0)它的否命题¬p:∀x∈M,¬p(x).
5. 充分不必要条件的判断:
充分不必要条件是指如果条件P成立,则条件Q必然成立,但条件Q成立时,条件P不一定成立.用符号表示为P⇒Q,但 Q⇏P.这种条件在数学中表明某个条件足以保证结果成立,但不是唯一条件.
6. 必要不充分条件的判断:
必要不充分条件是指如果条件Q成立,则条件P必然成立,但条件P成立时,条件Q不一定成立.用符号表示为Q⇒P,但 P⇏Q.这种条件在数学中表明某个条件必须满足才能保证结果成立,但单靠这个条件不能完全保证结果成立.
7. 充要条件的判断:
充要条件是指条件P和条件Q之间互为充分必要条件.即若P成立,则Q成立,若Q成立,则P也成立.用符号表示为P⇔Q.充要条件在数学中非常重要,因为它们表示两个条件是等价的.
8.既不充分也不必要条件的判断
既不充分也不必要条件是指条件P和条件Q之间没有任何充分或必要的关系.即P成立与否对Q成立与否没有影响.
类型一 由命题的真假求参数的取值范围
由命题的真假求参数的取值范围的基本步骤
第一步,明确命题的条件和结论;
第二步,根据所学知识写出命题为真时参数所满足的条件;
第三步,化简相应的条件,求出参数的取值范围,若求命题为假时参数的取值范围,则应求命题为真时参数取值范围对应的补集.
例1.设命题:关于的方程有两个不相等的实数根,关于的方程无实数根.
(1)若为真,求实数的取值范围;
(2)若为真为假,求实数的取值范围.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)根据命题为真,得到对应方程无实根,由判别式小于零即可求出结果;
(2)根据为真,先求出的范围,再由为真为假,即可求出结果.
【详解】(1)当为真时,即方程无实数根,所以有,
整理得,解得;
所以的取值范围是;
(2)当为真时,即方程有两个不相等的实数根,
所以有,解得或;
因为为真为假,
所以,解得或;
所以实数的取值范围是.
【变式训练1】已知命题p:方程有两个不等的负根;命题q:方程无实根.
(1)若为真命题,求m的取值范围;
(2)若p,q两命题一真一假,求m的取值范围;
【答案】(1);(2)
【分析】(1)根据判别式与韦达定理求解即可;
(2)首先求出当两个命题是真命题时,的取值范围,再根据两命题中一真一假,列不等式求的取值范围.
【详解】(1)若方程有两个不等的负根,则 ,
解得:,故m的取值范围为
(2)若方程无实根,则,解得:,
当真假时, ,解得:;
当假真时, ,解得:,
综上可知:的取值范围是或.
故m的取值范围为
【变式训练2】设命题:对任意,不等式恒成立,命题:存在,使得不等式成立.
(1)若为真命题,求实数的取值范围;
(2)若为假命题,为真命题,求实数的取值范围.
【答案】(1);(2)或.
【分析】(1)p为真命题时,任意,不等式恒成立可转化为,求解即可(2)根据且、或命题的真假,确定,一真一假,结合(1),再化简命题q,即可求出的取值范围.
【详解】对于:成立,而,有,
∴,∴.
:存在,使得不等式成立,只需,
而,∴,∴;
(1)若为真,则;
(2)若为假命题,为真命题,则,一真一假.
若为假命题,为真命题,则,所以;
若为假命题,为真命题,则,所以.
综上,或.
【点睛】本题主要考查了命题的真假,且、或命题,不等式恒成立、存在性问题,属于中档题.
【变式训练3】已知命题P:不等式的解集中的整数有且仅有-1,0,1.求a的取值范围.
命题Q:集合且.
(1)分别求命题P、Q为真命题时的实数a的取值范围;
(2)当实数a取何值时,命题P、Q中有且仅有一个为真命题;
(3)设P、Q皆为真时a的取值范围为集合S,,若全集,,求实数m的取值范围.
【答案】(1),;(2);(3).
【分析】(1)解不等式得到,根据整数解得到不等式解得答案;讨论和两种情况,分别计算得到答案.
(2)讨论当真假时和当真假时两种情况,分别计算得到答案.
(3)根据得到,计算,得到,根据范围大小得到答案.
【详解】(1)则,解集中的整数有且仅有-1,0,1.
则 解得:
且
当时:解得;
当时:且 解得
综上所述:
(2)当真假时:不成立;当真假时:
综上所述:
(3),
利用均值不等式
【点睛】本题考查了根据命题的真假求参数范围,意在考查学生的推断能力和计算能力.
类型二 全称量词命题、存在量词命题为真假命题时求参数
已知命题p为假命题求参数的值或取值范围时,通常转化为-p是真命题后,再求参数的值或取值范围.
(1)存在量词命题为真命题求参数范围(值)的问题,常以一次函数、二次函数等为载体进行考查,一般在题目中会出现“恒成立”等词语.解决此类问题,可构造函数,利用数形结合、分离参数等方法求参数的范围(值).
(2)已知存在量词命题为真命题求参数范围(值)的问题时,通常先假设存在满足条件的参数,然后分离参数,并利用条件求参数范围(值).
例2.已知集合,,且.
(1)若是真命题,求实数的取值范围;
(2)若是真命题,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)依题意可得,即可得到不等式组,解得即可;
(2)由求出的取值范围,依题意可得,求出时参数的取范围,即可得解.
【详解】(1)由于是真命题,所以.
而,所以,解得,故的取值范围为.
(2)因为,所以,解得.
由为真命题,得,
当时,或,解得.
因为,所以当时,;
所以当时,.故的取值范围为.
【变式训练1】(2023·河南商丘·期中)已知.
(1)若为真命题,求的取值范围;
(2)若一个是真命题,一个是假命题,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)问题等价于一元二次不等式在实数集上恒成立,当且仅当,由此即可求解.
(2)先求出命题为真命题时的取值范围,然后再分类讨论即可求解.
【详解】(1)由,若为真命题,
则,解得,
所以的取值范围为.
(2)若为真命题,
则,
只需,所以,分以下两种情形来讨论:
情形一:若一个是真命题,一个是假命题,当是真命题,是假命题时,
则,解得,
情形二:当是假命题,是真命题时,
则,解得,
综上所述.
【变式训练2】(23-24高一上·江苏盐城·阶段练习)已知,命题:,;命题:,.
(1)若是真命题,求的最大值;
(2)若、中有且只有一个是真命题,求的取值范围.
【答案】(1)1
(2)或
【分析】(1)a小于等于的最小值即可;(2)分p真q假,p假q真两种情形讨论.
【详解】(1)根据题意,若p是真命题,即恒成立,
当时,的最小值为1,
所以,即a的最大值为1;
(2)若q是真命题,,解得或,
由已知p、q一真一假,
若p真q假,则,
若p假q真,则,所以,
综上,或,
故的取值范围为或
【变式训练3】(23-24高一上·天津东丽·阶段练习)已知命题,命题.
(1)若命题为假命题,求实数的取值范围;
(2)若命题和均为真命题,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意,由条件可得命题为真命题,列出不等式,即可得到结果;
(2)根据题意,先求得当命题为真命题时的范围,即可得到为真命题时的范围,再结合(1)中的结论,即可得到结果.
【详解】(1)若命题为假命题,则命题为真命题,
即在恒成立,所以,
即实数的取值范围是.
(2)当命题为真命题时,因为,
所以,解得或,
因为为真命题,则,
又由(1)可知,命题为真命题时,
所以且,即实数的取值范围是.
【变式训练4】(23-24高一上·内蒙古呼和浩特·期中)(1)已知集合,.若,求实数的取值范围;
(2)若命题“,”为假命题,求的取值范围.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)由集合包含关系有且,即可求参数范围;
(2)由题意“,”为真命题,进而有,即可求参数范围.
【详解】(1)由,,则,
即且,故,解得,
故实数的取值范围为.
(2)命题“,”为假命题,
命题的否定“,”为真命题,
,即,解得,
实数的取值范围是.
【变式训练5】命题成立;命题成立.
(1)若命题p为真命题,求实数m的取值范围;
(2)若命题q为假命题,求实数m的取值范围;
(3)若命题p,q至少有一个为真命题,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)当为真命题时,,求解即可;
(2)当命题为假命题时,,求解即可;
(3)先求出命题与命题均为假命题时的取值的范围,再求出补集即可求解
【详解】(1)若命题为真命题,
则,解得,
所以实数的取值范围是;
(2)若命题为假命题,
则,解得,
所以实数的取值范围是;
(3)由(1)(2)可知命题与命题均为假命题时,则
或,
解得,
故命题与命题中至少有一个为真命题,
则或
所以实数的取值范围是.
类型三 恒成立求参数取值范围
“恒成立”问题,这是一类综合性强,且有一定难度的问题,解决有关“恒成立”的问题时,若能分离参数,则尽量利用分离参数法求解.
例3.(23-24高一上·重庆合川·阶段练习)已知命题且,命题恒成立,若与不同时为真命题,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】先求出,为真命题时的取值范围,可得与同时为真命题时的取值范围,进而即得.
【详解】当命题为真命题时,,
当命题为真命题时,,即,
所以与同时为真命题时有,解得,
故与不同时为真命题时,的取值范围是.
故答案为:
【变式训练1】已知命题“,恒成立”是真命题,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】分与两种情况讨论,结合已知条件可得出关于实数的不等式组,由此可解得实数的取值范围.
【详解】已知命题“,恒成立”是真命题.
当时,则有恒成立,合乎题意;
当时,则有,解得.
综上所述,实数的取值范围是.
故答案为:.
【变式训练2】已知命题,且,命题,恒成立,若命题为真命题则的取值范围是: ,为假命题,则的取值范围是 .
【答案】
【解析】首先由得到命题为真时参数的取值范围,由 为假命题可知,为假,或者为假,或者和同时为假,分类讨论三种情况后即可得出答案.
【详解】解:当为真时,由恒成立,则,解得,
当命题,,为真命题时,,
由 为假命题可知,为假,或者为假,或者和同时为假,
所以当,同时为真时有且,即.
又为假命题,所以或.
故答案为:;
【点睛】本题考查全称命题为真时求参数的取值范围,根据复合命题的真假确定参数的范围,本题可能会有同学遗漏与同时为假的情况,在做题过程中要考虑全面,属于中档题.
【变式训练3】(22-23高一上·黑龙江大庆·阶段练习)已知,命题p:,不等式恒成立;命题q:,使得成立.
(1)若p为真命题,求实数m的取值范围;
(2)若q和p一真一假,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)对,不等式恒成立,转化为令,则,求出,解不等式即可得出答案.
(2)若q为真命题,则存在,使得成立,所以,即可求出q为真命题时m的取值范围,再讨论q和p一真一假的情况,即可得出答案.
【详解】(1)对,不等式恒成立,
令,则,
当时,即,解得.
因此,当p为真命题时,m的取值范围是.
(2)若q为真命题,则存在,使得成立,所以;
故当命题q为真时,.
又∵p,q中一个是真命题,一个是假命题.
当p真q假时,由,得;
当p假q真时,由或,且,得.
综上所述,m的取值范围为.
【变式训练4】(23-24高一上·湖北黄冈·期中)已知命题,,命题和是方程的两个实根,不等式对任意实数恒成立;
(1)若命题p为真命题,求实数a的取值范围;
(2)若命题有且只有一个为真命题,求实数a的取值范围.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)直接由方程的根求出参数的范围;
(2)由韦达定理表示出方程的根,再转化成恒成立问题求参数的范围.
【详解】(1)得,两根,
,,命题p为真命题,
(2)由(1)知p真:,
当命题q为真命题时:,
对任意实数恒成立,
因为
或
若命题p,q有且只有一个为真命题,则:
p真q假:得
p假q真:得或
综上:或
【变式训练5】设命题:对任意,不等式恒成立,命题存在,使得不等式成立.
(1)若为真命题,求实数的取值范围;
(2)若为假命题,为真命题,求实数的取值范围.
【答案】(1)(2)或
【分析】(1)考虑命题为真命题时,转化为对任意的成立,解出不等式可得出实数的取值范围;
(2)考虑命题为真命题时,则可转化为对任意的成立,可解出实数的取值范围,然后由题中条件得出命题、一真一假,分真假和假真两种情况讨论,于此可求出实数的取值范围.
【详解】对于成立,而,有,
∴,∴
存在,使得不等式成立,只需
而,∴,∴;
(1)若为真,则;
(2)若为假命题,为真命题,则一真一假.
若为假命题,为真命题,则,所以;
若为假命题,为真命题,则,所以.
综上,或.
类型四 充分、必要、充要条件求参数取值范围
根据充分、必要、充要条件求参数的取值范围的步骤
(1)记集合,.
(2)根据题中条件将问题转化为集合之间的关系:若p是q的充分不必要条件,则;若p是q的必要不充分条件,则NM;若p是q的充要条件,则M=N.
(3)根据集合间的关系列关于参数的不等式(组).
(4)解不等式(组)即可得参数的取值范围.
例4.(24-25高一上·云南文山·阶段练习)已知命题,使为真命题,则实数m的取值集合为B,若为非空集合,且是的充分不必要条件,则实数a的取值范围是 .
【答案】
【分析】先求出集合B,再利用充分不必要条件转化为是的真子集,利用集合关系解题即可.
【详解】由题意,可知关于x的方程无实数根,
所以,解得,即,
因为为非空集合,所以,即,
因为是的充分不必要条件,所以是的真子集,
则,即,所以.
故答案为:.
【变式训练1】(23-24高一上·福建·期中)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.
【详解】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.
【变式训练2】(23-24高一上·辽宁·阶段练习)已知集合、集合().
(1)若,求实数的取值范围;
(2)设命题:;命题:,若命题是命题的必要不充分条件,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)分、讨论,根据交集的运算和空集的定义结合不等式即可求解;
(2)根据充分不必要条件分、讨论,即可求解.
【详解】(1)由题意可知,
又,当时,,解得,
当时,,或,解得,
综上所述,实数的取值范围为;
(2)∵命题是命题的必要不充分条件,∴集合是集合的真子集,
当时,,解得,
当时,(等号不能同时成立),解得,
综上所述,实数的取值范围为.
【变式训练3】(23-24高一上·安徽阜阳·阶段练习)
(1)是否存在m的值,使得是的充要条件,若存在求出m的值;若不存在,请说明理由.
(2)若是的充分条件,求m的取值范围
(3)若=,求m的取值范围
【答案】(1)不存在,理由见详解
(2)
(3)
【分析】(1)假设存在,则,列出方程组,解之即可;
(2)由题意可得,分类讨论当、时解的情况,即可求解;
(3)分类讨论当、时解的情况,即可求解.
【详解】(1)若存在m的值满足是的充要条件,则,
得,解得,无解,
故不存在这样的m符合题意;
(2)若是的充分条件,则,
当时,,解得;
当时,,解得,
综上,,即实数m的取值范围为;
(3)若,
当时,,解得;
当即即时,
或,所以,
综上,或,即实数m的取值范围为;
【变式训练4】已知集合, ,请在①充分条件,②必要条件,③充要条件这三个条件中任选一个,补充在下面问题(2)中,若问题(2)中的实数存在,求出的取值范围;若不存在,请说明理由.
(1)若,求实数的取值范围;
(2)若是的________条件,判断实数是否存在?
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)由集合运算得出集合关系,通过包含得出结果;
(2)分别将题目中给出的三个不同条件转化为集合之间的包含(或相等)关系,根据集合之间的包含(或相等)关系,得出结果.
【详解】(1)若,则,
则,解得,
所以实数的取值范围是.
(2)若选择条件,即是的充分条件,则,
所以,解得,
所以实数的取值范围是;
若选择条件,即是的必要条件,则,
所以,解得.
又,所以,
所以实数的取值范围是;
若选择条件,即是的充要条件,则,
所以,方程组无解,
所以不存在满足条件的实数.
1.(22-23高一上·江苏常州·阶段练习)函数在数学上称为高斯函数,也叫取整函数,其中表示不大于的最大整数,如.那么不等式成立的充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先解不等式,再结合充分条件和必要条件的定义求解即可.
【详解】因为,则,则,
又因为表示不大于的最大整数,
所以不等式的解集为:,
因为所求的时不等式成立的充分不必要条件,
所以只要求出不等式解集的一个非空真子集即可,
选项中只有⫋.
故选:B.
2.(21-22高一上·河南驻马店·阶段练习)下列选项中,是“是集合的真子集”成立的必要不充分条件的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由题意可知,即方程有实数解,当时,符合题意,当时,由解得的范围即为“是集合的真子集”成立的充要条件,即为所选选项的真子集,进而可得正确选项.
【详解】若“是集合的真子集”
所以,
所以方程有实数解,
当时,由可得,符合题意,
当时,由可得,
所以且,
综上所述:的充要条件为;
即“是集合的真子集”成立充要条件为;
所选集合是的必要不充分条件,则应是所选集合的真子集,
由选项判断A,B,C都不正确,选项D正确;
故选:D.
3.方程至少有一个负实根的充要条件是( )
A. B. C. D.或
【答案】C
【分析】按和讨论方程有负实根的等价条件即可作答.
【详解】当时,方程为有一个负实根,反之,时,则,于是得;
当时,,
若,则,方程有两个不等实根,,即与一正一负,
反之,方程有一正一负的两根时,则这两根之积小于0,,于是得,
若,由,即知,方程有两个实根,必有,此时与都是负数,
反之,方程两根都为负,则,解得,于是得,
综上,当时,方程至少有一个负实根,反之,方程至少有一个负实根,必有.
所以方程至少有一个负实根的充要条件是.
故选:C
4.(23-24高一上·广东佛山·阶段练习)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.
【详解】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.已知下列两个命题:,不等式恒成立;,有最小值.若两个命题中有且只有一个是真命题,则实数的取值范围是 .
【答案】或.
【分析】根据函数恒成立的等价条件及基本不等式,我们可以求出为真命题时,实数的取值范围;根据复合函数单调性及指数函数单调性,对数函数的最值,我们可以求出为真命题时,实数的取值范围;根据两个命题中有且只有一个是真命题,我们分真假和假真,两种情况讨论,即可得到实数的取值范围.
【详解】解:,不等式恒成立;
即恒成立;
由于的最小值为2,
故为真命题时,
,有最小值.
表示以为底的对数函数为增函数,且恒成立
即,解得
故为真命题时,
两个命题中有且只有一个是真命题,
当真假时,或,,,或,
当假真时,这样的值不存在
故实数的取值范围是或
故答案为:或.
【点睛】本题考查的知识点是复合命题的真假,全称命题,二次函数的性质,对数函数的值域与最值,函数恒成立问题,基本不等式在求最值时的应用,其中分别求出命题和命题为真命题时,实数的取值范围,是解答本题的关键.
6.(23-24高一上·辽宁沈阳·阶段练习)已知,,若它们同时满足:
①,或;
②,
则m取值范围是 .
【答案】
【分析】由条件①可得及当时,再由条件②寻找的零点与的关系得解.
【详解】由,得,即,
,或,则当时,恒成立,于是,
此时的根为,
于是,,又,解得;
又,,显然,则,,而,
即,,显然,否则,,不符合题意,
当,即时,,解得,此时,符合题意,因此;
当,即时,,解得,与矛盾,
所以m取值范围是.
故答案为:
7.已知命题,方程有两个正根,求实数的取值范围,使命题、有且只有一个为真命题.
【答案】
【分析】先求出命题为真命题时实数的取值范围,然后分两种情况讨论:真假、假真两种情况讨论,由此可得出实数的取值范围.
【详解】设方程的两根分别为、,
若命题为真命题,即方程有两个正根,即,
解得.
由于命题、有且只有一个为真命题,则真假、假真.
①若真假,则,此时;
②若假真,则,此时.
综上所述,实数的取值范围是.
8.已知全集,集合,集合.条件①;②是的充分条件;③,使得.
(1)若,求;
(2)若集合A,B满足条件__________(三个条件任选一个作答),求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)可将带入集合中,得到集合的解集,即可求解出答案;
(2)可根据题意中三个不同的条件,列出集合与集合之间的关系,即可完成求解.
【详解】(1)当时,集合,集合,所以;
(2)i.当选择条件①时,集合,
当时,,舍;
当集合时,即集合,时,,
此时要满足,则,解得,
结合,所以实数m的取值范围为或;
ii.当选择条件②时,要满足是的充分条件,则需满足在集合时,
集合是集合的子集,即,解得,
所以实数m的取值范围为或;
iii.当选择条件③时,要使得,使得,那么需满足在集合时,集合是集合的子集,即,解得,
所以实数m的取值范围为或;
故,实数m的取值范围为或.
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