内容正文:
数学 必修 第一册(湘教)
1.2.1 命题
(教师独具内容)
课程标准:了解命题的概念、构成、否定及逆命题,并能判断命题及其否定与逆命题的真假.
教学重点:写出命题的否定及其逆命题,并判断其真假.
教学难点:命题的否定及其逆命题真假的判定.
核心素养:1.通过命题的否定及其逆命题真假的判定提升逻辑推理素养.2.借助命题的应用提升数学运算素养.
知识点一 逻辑用语
在数学乃至科学中常常用于引入概念、表述规律、推导定理法则或交流信息的词语,经过规范化使之意义更为清楚严谨后,叫作逻辑用语.
知识点二 命题
陈述句可以作出判断,这种判断可能成立,也可能不成立,两者必居其一且仅居其一,这种语句叫作命题.成立的命题叫作真命题,不成立的命题叫作假命题.
知识点三 命题的否定
如果p是一个命题,则“p不成立”也是一个命题,叫作p的否定,记作綈p,读作“非p”.显然,p也是綈p的否定.在p和綈p两者之中,一定有一个为真有一个为假.
知识点四 命题的逆命题
“若p,则q”的形式,其中p叫作命题的条件,q叫作命题的结论.
当命题“若p,则q”为真,则记作p⇒q,读作“p推出q”.
当命题“若p,则q”为假,则记作pq,读作“p推不出q”.
条件和结论互换了位置,这时称一个是另一个的逆命题.
1.对于常见词语的否定
原词语
等于(=)
大于(>)
小于(<)
是
都是
至多一个
否定词语
不等于(≠)
不大于(≤)
不小于(≥)
不是
不都是
至少两个
2.命题与集合的联系
设A={x|p(x)}(使命题p为真的对象所组成的集合),B={x|q(x)}(使命题q为真的对象所组成的集合),因此,由“若p,则q”成立,可知A⊆B,也就是∁UB⊆∁UA,即“若非q,则非p”成立;反过来,“若非q,则非p”成立,即∁UB⊆∁UA,也就是A⊆B,即“若p,则q”成立.
1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)语句“陈述句都是命题”不是命题.( )
(2)命题“实数的平方是非负数”是真命题.( )
(3)“平行四边形的对角线互相平分”可以看作是“若p,则q”形式的命题.( )
答案:(1)× (2)√ (3)√
2.做一做
(1)下列语句是命题的是________,其中是真命题的是________.(只填序号)
①23=8;
②函数y=2x+1是一次函数;
③若a+b为偶数,则a,b分别为偶数;
④好人一生平安!
(2)命题“8>10”是________命题(填“真”或“假”).
(3)若a与b是无理数,则ab是无理数,其中该命题的条件是______________________________
________,结论是__________________________________________.
答案:(1)①②③ ①② (2)假 (3)a与b是无理数 ab是无理数
命题及其真假
下列语句:
①你会说英语吗?
②一个数不是正数就是负数;
③x,y都是无理数,则x+y是无理数;
④地球是太阳的一个行星;
⑤请把门关上;
⑥x-1=0;
⑦2+3=5.
其中是真命题的是________(填序号).
[解析] ①不是命题,因为它是疑问句,不能判断真假;
②是假命题,因为0不是正数也不是负数;
③是假命题,例如-+=0,0不是无理数;
④是真命题;
⑤不是命题,因为它是祈使句,不能判断真假;
⑥不是命题,因为x不确定,不能判断真假;
⑦是真命题.
[答案] ④⑦
【感悟提升】 判断一个语句是不是命题的三个关键点
(1)一般来说,陈述句才是命题,祈使句、疑问句、感叹句等都不是命题.
(2)命题的语句表述的结构可以判断真假,含义模糊不清,无法判断真假的语句不是命题.
(3)对于含有变量的语句,要注意根据变量的取值范围,看能否判断真假,若能,就是命题;否则就不是命题.
【跟踪训练】
1.下列语句为命题的是________(填序号).
①梯形是不是平面图形呢?
②22024是一个很大的数;
③4是集合{2,3,4}中的元素;
④作△ABC≌△A′B′C′.
答案:③
解析:①不是陈述句;②不能断定真假;③是陈述句,且能判断真假;④不是陈述句.
命题的否定及其真假
写出下列命题的否定:
(1)面积相等的三角形都是全等三角形;
(2)若m2+n2=0,则实数m,n全为零;
(3)若xy=0,则x=0或y=0.
[解] (1)面积相等的三角形不都是全等三角形.
(2)若m2+n2=0,则实数m,n不全为零.
(3)若xy=0,则x≠0且y≠0.
【感悟提升】 綈p是对命题p的全盘否定,对一些词语的正确否定是写綈p的关键,如“都”的否定是“不都”,“至多两个”的否定是“至少三个”等.
【跟踪训练】
2.写出下列命题的否定,并判断其真假:
(1)p:3<2;
(2)q:空集是集合A的子集;
(3)s:5不是75的约数.
解:(1)綈p:3≥2.命题p是假命题,綈p是真命题.
(2)綈q:空集不是集合A的子集.命题q是真命题,綈q是假命题.
(3)綈s:5是75的约数.命题s是假命题,綈s是真命题.
命题的逆命题及其真假
把下列命题改写成“若p,则q”的形式,并写出其逆命题.
(1)奇数不能被2整除;
(2)实数的平方是正数;
(3)已知x,y为正整数,当y=x+1时,y=3,x=2.
[解] (1)若一个数是奇数,则这个数不能被2整除.
逆命题:若一个数不能被2整除,则这个数是奇数.
(2)若一个数是实数,则这个数的平方是正数.
逆命题:若一个数的平方是正数,则这个数是实数.
(3)已知x,y为正整数,若y=x+1,则y=3,x=2.
逆命题:已知x,y为正整数,若y=3,x=2,则y=x+1.
【感悟提升】
(1)把命题改写成“若p,则q”的形式,要注意条件及结论的完整性,将条件写在前面,结论写在后面.“若p,则q”是原命题的另一种叙述形式,它的真假性等同于原来的命题.
(2)命题“若p,则q”的逆命题为“若q,则p”.
【跟踪训练】
3.写出下列命题的逆命题,并判断其真假.
(1)若一个整数的末位数字是0,则这个整数能被5整除;
(2)若k>0,则方程x2+(2k+1)x+k2=0必有两个相异实根;
(3)四条边相等的四边形是菱形.
解:(1)逆命题:若一个整数能被5整除,则这个整数的末位数字是0,假命题.
(2)逆命题:若方程x2+(2k+1)x+k2=0有两个相异实根,则k>0,假命题.
(3)原命题可以改写成:若一个四边形的四条边相等,则它是菱形.
逆命题:若一个四边形是菱形,则它的四条边相等,真命题.
命题的应用
已知命题p:x2+mx+1=0有两个不等的负根,q:方程4x2+4(m-2)x+1=0(m∈R)无实根.
(1)若p,q都为真,求实数m的取值范围;
(2)若p,q一真一假,求实数m的取值范围.
[解] (1)若p真,则解得m>2;
若q为真,则Δ=16(m-2)2-16<0,解得1<m<3.
p真q真,即故实数m的取值范围为(2,3).
(2)若p真q假,则即m≥3;
若p假q真,则即1<m≤2,
故实数m的取值范围为(1,2]∪[3,+∞).
【感悟提升】 知命题的真假求参数范围的方法
(1)①一般先求出满足p,q成立的参数范围;
②再根据p,q的真假情况,列出满足条件的不等式组,从而得出参数的范围.
(2)利用补集的思想,先求出命题的否定是真命题时参数的取值范围,再对取值范围取补集.
【跟踪训练】
4.已知集合A={x|ax=1},B={x|x<0},若命题A∩B=∅是真命题,试求实数a的取值范围.
解:命题A∩B=∅是真命题,
即A∩B=∅成立.
当a=0时,集合A=∅,满足题意;
当a≠0时,集合A=,若A∩B=∅,
则≥0,解得a>0.
综上所述,实数a的取值范围为{a|a≥0}.
1.下列语句是命题的是( )
A.今天天气真好啊! B.你怎么又没交作业?
C.x>2 D.若x∈R,则|x|>0
答案:D
解析:A是一个感叹句,不能判断真假,所以不是命题;B是问句,不能判断真假,不是命题;C不知道x的值是多少,所以不能判断真假,不是命题;D可以判断真假,因此是命题,且是假命题.
2.原命题“若x≤-3,则x<0”的逆命题是( )
A.若x<-3,则x≤0
B.若x>-3,则x≥0
C.若x≥0,则x>-3
D.若x<0,则x≤-3
答案:D
解析:根据逆命题的定义,知原命题的逆命题为“若x<0,则x≤-3”.
3.给出下列命题:
①方程x2-2x=0的根是自然数;②若x是有理数,则x-是无理数;③{x∈N|0<x<12}是无限集;④能被3整除的数,一定能被6整除.
其中的真命题是________(写上所有真命题的序号).
答案:①②
解析:①方程x2-2x=0的根为0,2,都是自然数,故为真命题;②若x是有理数,则x-是无理数,故是真命题;③{x∈N|0<x<12}={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11}是有限集,故是假命题;④9能被3整除,但不能被6整除,故是假命题.
4.已知p(x):x2+2x-m>0,如果p(1)是假命题,p(2)是真命题,则实数m的取值范围是________.
答案:[3,8)
解析:由题意得∴3≤m<8.
5.写出下列各命题p的否定綈p,并分别判断它们的真假.
(1)p:矩形一定是正方形;
(2)p:1是方程x2-3x+1=0的根;
(3)p:若a+b=0,则a=-b.
解:(1)綈p:矩形不一定是正方形,是真命题.
(2)綈p:1不是方程x2-3x+1=0的根,是真命题.
(3)綈p:若a+b=0,则a≠-b,是假命题.
一、选择题
1.“红豆生南国,春来发几枝?愿君多采撷,此物最相思.”这是唐代诗人王维的《相思》诗,在这四句诗中,可作为命题的是( )
A.红豆生南国 B.春来发几枝
C.愿君多采撷 D.此物最相思
答案:A
解析:“红豆生南国”是陈述句,意思是“红豆生长在我国南方”,这在唐代是事实,故本语句是命题,且是真命题;“春来发几枝”是疑问句,“愿君多采撷”是祈使句,“此物最相思”是感叹句,都不是命题.
2.下列命题中,是真命题的是( )
A.{x∈R|x2+1=0}不是空集
B.{x∈N||x2-1|<3}是无限集
C.空集是任何集合的真子集
D.方程x2-5x=0有两个不相等的根
答案:D
解析:对于A,x2+1=0无解,所以{x∈R|x2+1=0}=∅,故是假命题;对于B,{x∈N||x2-1|<3}={0,1}是有限集,故是假命题;对于C,空集不是它本身的真子集,故是假命题;对于D,方程x2-5x=0的根为0,5,故是真命题.
3.“x,y∈R且x2+y2=0,则x,y全为0”的否定是( )
A.若x,y∈R且x2+y2=0,则x,y全不为0
B.若x,y∈R且x2+y2=0,则x,y不全为0
C.若x,y∈R且x,y全为0,则x2+y2=0
D.若x,y∈R且xy≠0,则x2+y2=0
答案:B
解析:“全”的否定为“不全”.故选B.
4.已知A={x|2m+1<x≤m+7},B=[3,6],若命题“B⊆∁RA”是真命题,则实数m的取值范围是( )
A.[6,+∞)
B.(6,+∞)
C.(-∞,-4)∪
D.(-∞,-4)∪
答案:C
解析:若命题“B⊆∁RA”是真命题,则B∩A=∅.当A=∅时,则2m+1≥m+7,即m≥6.当A≠∅时,则或解得≤m<6或m<-4.综上,实数m的取值范围为(-∞,-4)∪.
5.(多选)下列命题是假命题的是( )
A.“若x+y=0,则x,y互为相反数”的逆命题
B.“全等三角形的面积相等”的否定
C.“若xy=0,则|x|+|y|=0”的逆命题
D.“矩形对角线相等”的否定
答案:BD
解析:对于A,原命题的逆命题为“若x,y互为相反数,则x+y=0”,是真命题;对于B,原命题是真命题,则其否定为假命题;对于C,原命题的逆命题为“若|x|+|y|=0,则xy=0”,是真命题;对于D,原命题是真命题,则其否定为假命题.故选BD.
二、填空题
6.下列语句:
①3是15的约数;
②15能被5整除吗?
③{x|x是正方形}是{x|x是平行四边形}的子集吗?
④3小于2;
⑤矩形的对角线互相垂直;
⑥9的平方根是3或-3;
⑦2不是质数;
⑧2是自然数也是偶数.
其中是真命题的是________.
答案:①⑥⑧
解析:②③不是命题,④⑤⑦是假命题,①⑥⑧是真命题.
7.命题“若x,y是奇数,则x+y是偶数(x∈Z,y∈Z)”的逆命题是______________________,它是________命题(填“真”或“假”).
答案:若x+y是偶数,则x,y是奇数(x∈Z,y∈Z) 假
解析:原命题的逆命题为“若x+y是偶数,则x,y是奇数(x∈Z,y∈Z)”,当x=2,y=4时,x+y=2+4=6是偶数,但x,y都是偶数,故其为假命题.
8.若命题“关于x的不等式ax2-2x-3≤0恒成立”是真命题,则实数a的取值范围是________.
答案:
解析:因为ax2-2x-3≤0恒成立,所以解得a≤-.故实数a的取值范围是.
三、解答题
9.将下列命题写成“若p,则q”的形式,并写出它们的逆命题.
(1)平面内两条平行直线不相交;
(2)全等三角形相似;
(3)菱形的对角线互相垂直平分.
解:(1)原命题:若平面内两条直线平行,则这两条直线不相交;
逆命题:若平面内两条直线不相交,则这两条直线平行.
(2)原命题:若两个三角形全等,则这两个三角形相似;
逆命题:若两个三角形相似,则这两个三角形全等.
(3)原命题:若一个四边形为菱形,则这个四边形的对角线互相垂直平分;
逆命题:若一个四边形的对角线互相垂直平分,则这个四边形是菱形.
10.已知p:5x-1>a,q:x>1.
(1)“若p,则q”为真命题,求实数a的取值范围;
(2)“若q,则p”为真命题,求实数a的取值范围.
解:(1)命题“若p,则q”为“若x>,则x>1”,由命题为真命题可知≥1,解得a≥4.
(2)命题“若q,则p”为“若x>1,则x>”,由命题为真命题可知≤1,解得a≤4.
11.已知集合A={x|x2-(m+4)x+2m+8=0},B={x|x<0},若命题“A∩B=∅”是假命题,求实数m的取值范围.
解:因为命题“A∩B=∅”是假命题,所以A∩B≠∅.
设全集U={m|(m+4)2-4(2m+8)≥0},
则U={m|m≤-4或m≥4}.
假设关于x的方程x2-(m+4)x+2m+8=0的两根x1,x2均非负,
则所以解得m=-4或m≥4.
又集合{m|m=-4或m≥4}关于全集U的补集是{m|m<-4},
所以关于x的方程x2-(m+4)x+2m+8=0至少有一个负根时,m<-4.
所以A∩B≠∅时,实数m的取值范围是{m|m<-4}.
12.若下列关于x的三个方程:x2-ax+4=0,x2+(a-1)x+16=0,x2+2ax+3a+a2=0中至少有一个方程有实数根,求实数a的取值范围.
解:“三个方程中至少有一个方程有实数根”的否定是“三个方程都无实数根”,
则⇒0<a<4,
故三个方程中至少有一个方程有实数根时,实数a的取值范围是a≤0或a≥4.
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