第1章 第2节 常用逻辑用语-【优化探究】2025年高考数学一轮复习高考总复习配套课件(北师大版2019)

2024-10-24
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第二节 常用逻辑用语 第一章 集合、常用逻辑用语与不等式 课件使用说明 01 本课件使Office 2016制作,请使用相应软件打开并使用 使用软件 02 本课件理科公式均采用微软公式制作,如果您是Office 2007或WPS 2021年4月份以前的版本,会出现包含公式及数字无法编辑的情况,请您升级软件享受更优质体验 软件版本 03 本课件文本框内容可编辑,单击文本框即可进行修改和编辑 便捷操作 04 由于WPS软件原因,少量电脑可能存在理科公式无动画的问题,请您安装Office 2016或以上版本即可解决该问题 软件更新 [学习要求] 1.通过对典型数学命题的梳理,理解充分条件、必要条 件、充要条件的意义,理解性质定理与必要条件、判定定理与充分条 件、数学定义与充要条件的关系. 2.通过已知的数学实例,理解全称量 词与存在量词的意义. 3.能正确使用全称量词命题、存在量词命题进行 否定. 必备知识 自主梳理 内容索引 关键能力 重点探究 课时作业 巩固提升 必备知识 自主梳理 [知识梳理] 知识点一 充分条件、必要条件与充要条件 若 p ⇒ q ,则 p 是 q 的 条件, q 是 p 的 ⁠条件 p 是 q 的 ⁠条件 p ⇒ q 且 q 不能推出 p p 是 q 的 ⁠条件 p 不能推出 q 且 q ⇒ p p 是 q 的 ⁠条件 p ⇔ q p 是 q 的 ⁠条件 p 不能推出 q 且 q 不能推出 p 充分  必要  充分不必要  必要不充分  充要  既不充分也不必要  知识点二 全称量词与存在量词 1. 全称量词与存在量词 量词名称 常见量词 表示符号 全称量词 所有、一切、任给、全部、每一个等 ⁠ 存在量词 存在一个、至少有一个、有一个、某个、有 些、对某些、有的等 ⁠ ∀  ∃  2. 全称量词命题、存在量词命题及含一个量词的命题的否定 名称 全称量词命题 存在量词命题 结构 ∀ x ∈ M , x 具有性质 p ( x ) ∃ x ∈ M , x 具有性质 p ( x ) 否定 ∃ x ∈ M , x 不具有性质 p ( x ) ∀ x ∈ M , x 不具有性质 p ( x ) [小题诊断] 1. 命题“∀ a ∈R,一元二次方程 x 2- ax -1=0有实根”的否定是( C ) A. ∀ a ∉R,一元二次方程 x 2- ax -1=0没有实根 B. ∃ a ∉R,一元二次方程 x 2- ax -1=0没有实根 C. ∃ a ∈R,一元二次方程 x 2- ax -1=0没有实根 D. ∃ a ∈R,一元二次方程 x 2- ax -1≠0没有实根 根据全称量词命题的否定形式可知,命题“∀ a ∈R,一元二次方程 x 2- ax -1=0有实根”的否定是“∃ a ∈R,一元二次方程 x 2- ax -1=0没有 实根”. C 2. (多选)下列命题是“∃ x ∈R, x 2>3”的表述方法的有( ABD ) A. 有一个 x ∈R,使得 x 2>3成立 B. 对有些 x ∈R,使得 x 2>3成立 C. 任选一个 x ∈R,都有 x 2>3成立 D. 至少有一个 x ∈R,使得 x 2>3成立 C选项是全称量词命题,A,B,D选项符合题意. ABD 3. 已知条件 p : x >1,条件 q : x ≥2,则 p 是 q 的( B ) 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 ∵{ x | x ≥2}⫋{ x | x >1},∴ p 是 q 的必要不充分条件. B 4. (2024·天津模拟)命题 p : x <-1,则命题 p 的一个充分不必要条件为 ( D ) A. x <-1 B. x <2 C. -8< x <2 D. -10< x <-3 由于-10< x <-3⇒ x <-1,反之不成立,所以命题 p 的一个充分不必 要条件为-10< x <-3,其他选项均不符合. D 关键能力 重点探究 考点一 充分条件、必要条件及充要条件的判断 ◉角度(一) 定义法判断充分、必要条件 (1)(2023·天津卷)“ a 2= b 2”是“ a 2+ b 2=2 ab ”的( B ) A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件 C. 充分必要条件 D. 既不充分又不必要条件 B 例1 由 a 2= b 2,得| a |=| b |; 由 a 2+ b 2=2 ab ,得( a - b )2=0,∴ a = b . a = b ⇒| a |=| b |,而由| a |=| b |不能推出 a = b , ∴“ a 2= b 2”是“ a 2+ b 2=2 ab ”的必要不充分条件. (2)(2021·全国甲卷)等比数列{ an }的公比为 q ,前 n 项和为 Sn .设甲: q >0,乙:{ Sn }是递增数列,则( B ) A. 甲是乙的充分条件但不是必要条件 B. 甲是乙的必要条件但不是充分条件 C. 甲是乙的充要条件 D. 甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件 B 若{ Sn }是递增数列,则当 n ≥2时, an = Sn - Sn -1>0,即 a 1 qn -1>0恒 成立,而只有当 a 1>0, q >0时, a 1 qn -1>0恒成立,所以可得 q >0, 因此甲是乙的必要条件. 综上,甲是乙的必要条件但不是充分条件. 当 q =1, a 1<0时,等比数列{ an }的前 n 项和 Sn = na 1<0,可知{ Sn }是 单调递减数列,因此甲不是乙的充分条件; ◉角度(二) 集合法判断充分、必要条件 设 x ∈R,则“ x 2-5 x <0”是“| x -1|<1”的( B ) 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 由 x 2-5 x <0可得0< x <5.由| x -1|<1可得0< x <2.由于区间(0,2) 是(0,5)的真子集,故“ x 2-5 x <0”是“| x -1|<1”的必要不充分条件. B 例2 方法总结 1. 充分、必要条件的判断方法 利用定义判断 直接判断“若p,则q” “若q,则p”的真假.在判断 时,确定条件是什么、结论是什么 从集合的角度判断 利用集合中包含关系判定,即可解决充分、必要 性的问题 2. 不能将“若p,则q”与“p⇒q”混为一谈,只有“若p,则q”为真命题时, 才有“p⇒q”,即“p⇒q”⇔“若p,则q”为真命题. 1. 若集合 A ={ x | x 2-5 x +4<0}, B ={ x || x - a |<1},则“ a ∈ (2,3)”是“ B ⊆ A ”的( A ) 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 A 跟踪训练 A ={ x |1< x <4}, B ={ x | a -1< x < a +1}. ∵ B ⊆ A ,∴即2≤ a ≤3. ∵(2,3)⫋[2,3], ∴“ a ∈(2,3)”是“ B ⊆ A ”的充分不必要条件. 2. 如果 x , y 是实数,那么“ x ≠ y ”是“ cos x ≠ cos y ”的( C ) A. 充要条件 B. 充分不必要条件 C. 必要不充分条件 D. 既不充分也不必要条件 设集合 A ={( x , y )| x ≠ y }, B ={( x , y )| cos x ≠ cos y },则 A 的补集 C ={( x , y )| x = y }, B 的补集 D ={( x , y )| cos x = cos y },显然 C ⫋ D ,所以 B ⫋ A . 于是“ x ≠ y ”是“ cos x ≠ cos y ”的必要不充分条件. C 3. (2022·浙江卷)设 x ∈R,则“ sin x =1”是“ cos x =0”的( A ) A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件 C. 充分必要条件 D. 既不充分也不必要条件 根据 sin x =1解得 x = +2 k π, k ∈Z,此时 cos x = cos = cos =0.根据 cos x =0解得 x = + k π, k ∈Z,此时 sin x = sin =±1.故“ sin x =1”是“ cos x =0”的充分不必要条件. A 考点二 充分条件、必要条件及充要条件的应用 设命题 p :|4 x -3|≤1;命题 q : x 2-(2 a +1) x + a ( a +1)≤0. 若 q 是 p 的必要不充分条件,求实数 a 的取值范围是 ⁠.   例3 解|4 x -3|≤1,得 ≤ x ≤1.解 x 2-(2 a +1) x + a ( a +1)≤0,得 a ≤ x ≤ a +1. ∵ q 是 p 的必要不充分条件, 即由命题 p 成立能推出命题 q 成立,但由命题 q 成立不能推出命题 p 成立,∴ ⫋[ a , a +1],∴ a ≤ 且 a +1≥1,两个等号不能同时成立,解得0≤ a ≤ , ∴实数 a 的取值范围是 . 方法总结 已知充分、必要条件或充要条件求参数取值范围的策略 巧用转化求参数 把充分、必要条件或充要条件转化为集合的包含、相等关 系,然后根据集合之前的关系列出有参数的不等式(组)求 解,注意条件的等价变形 端点值慎取舍 在求参数范围时,要注意区间端点值的检验,从而确定取舍 4. 若 x >0,则 x + ≥ a 恒成立的一个充分条件是( B ) A. a >80 B. a <80 C. a >100 D. a <100 当 x >0时, x + ≥2 =4 ,因为 x + ≥ a ( x >0)恒成 立,所以 a ≤4 ,结合各选项知 x + ≥ a 恒成立的一个充分条件 为 a <80. B 跟踪训练 考点三 全称量词命题与存在量词命题 (1)命题“有些实数的绝对值是正数”的否定是( C ) A. ∀ x ∈R,| x |>0 B. ∃ x ∈R,| x |>0 C. ∀ x ∈R,| x |≤0 D. ∃ x ∈R,| x |≤0 由词语“有些”知原命题为存在量词命题,故其否定为全称量词命题. C 例4 (2)已知命题 p :∀ x >0, x 2+1≥1,则 p 为( C ) A. ∃ x ≤0, x 2+1<1 B. ∃ x ≤0, x 2+1≥1 C. ∃ x >0, x 2+1<1 D. ∃ x >0, x 2+1≤1 全称量词命题的否定为存在量词命题. 若命题 p :∀ x >0, x 2+1≥1, 则﹁ p :∃ x >0, x 2+1<1. C (3)已知命题 p :∃ x >0, x + a -1=0,若 p 为假命题,则实数 a 的取值 范围是( D ) A. { a | a <1} B. { a | a ≤1} C. { a | a >1} D. { a | a ≥1} ∵ p 为假命题,∴﹁ p 为真命题,即∀ x >0, x + a -1≠0,即∀ x >0, x ≠1- a ,∴1- a ≤0,则 a ≥1, ∴实数 a 的取值范围是{ a | a ≥1}. D 含量词命题的解题策略 1. 判定全称量词命题是真命题,需证明都成立;要判定存在量词命题 是真命题,只要找到一个成立即可.当一个命题的真假不易判定时,可 以先判断其否定的真假. 2. 由命题真假求参数的范围,一是直接由命题的真假求参数的范围; 二是可利用等价命题求参数的范围. 方法总结 5. 若命题“∃ x ∈R,使得 x 2-( a +1) x +4≤0”为假命题,则实数 a 的取值范围为 ⁠. 命题“∃ x ∈R,使得 x 2-( a +1) x +4≤0”为假命题,即命题“∀ x ∈R,使得 x 2-( a +1) x +4>0”为真命题,则判别式Δ=( a +1)2-4×4<0,即Δ=( a +1)2<16,则-4< a +1<4,即-5< a <3. (-5,3)  跟踪训练 课时作业 巩固提升 [A组 基础保分练] 1. 命题 p :∃ m ∈R,方程 x 2+ mx +1=0有实根,则 p 是( B ) A. ∃ m ∈R,方程 x 2+ mx +1=0无实根 B. ∀ m ∈R,方程 x 2+ mx +1=0无实根 C. ∀ m ∈R,方程 x 2+ mx +1=0有实根 D. 至多有一个实数 m ,使方程 x 2+ mx +1=0有实根 命题“∃ m ∈R,方程 x 2+ mx +1=0有实根”的否定是“∀ m ∈R,方程 x 2+ mx +1=0无实根”. B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2. 若命题 p :对任意的 x ∈R,都有 x 3- x 2+1<0,则 p 为( D ) A. 不存在 x ∈R,使得 x 3- x 2+1<0 B. 存在 x ∈R,使得 x 3- x 2+1<0 C. 对任意的 x ∈R,都有 x 3- x 2+1≥0 D. 存在 x ∈R,使得 x 3- x 2+1≥0 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3. (2021·天津卷)已知 a ∈R,则“ a >6”是“ a 2>36”的( A ) 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 ①由 a >6,得 a 2>36,所以“ a >6”是“ a 2>36”的充分条件, ②由 a 2>36,得 a >6或 a <-6,所以“ a >6”是“ a 2>36”的不必 要条件, 故 a >6是 a 2>36的充分不必要条件. A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 4. “∀ x ∈[-2,1], x 2-2 a ≤0”为真命题的一个充分不必要条件是( D ) A. a ≥0 B. a ≥1 C. a ≥2 D. a ≥3 “∀ x ∈[-2,1], x 2-2 a ≤0”为真命题,即2 a ≥ x 2在 x ∈[-2,1]时恒成 立,所以2 a ≥4,所以 a ≥2,即“∀ x ∈[-2,1], x 2-2 a ≤0”为真命题的充要条件是 a ≥2,所以可转化为求“ a ≥2”的充分不必要条件,即找集合 A ={ a | a ≥2}的非空真子集,结合选项,所以 a ≥3. D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 5. 下列命题中的真命题是( B ) A. ∃ x ∈R,使得 sin x + cos x = B. ∀ x ∈(0,+∞),e x > x +1 C. ∃ x ∈(-∞,0),2 x <3 x D. ∀ x ∈(0,π), sin x > cos x B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 又 f (0)=0, ∴∀ x ∈(0,+∞), f ( x )>0,即e x > x +1,故B正确; 当 x <0时, y =2 x 的图象在 y =3 x 的图象上方,故C错误; ∵当 x ∈ 时, sin x < cos x ,故D错误. ∵ sin x + cos x = sin ≤ < ,故A错误;设 f ( x )=e x - x -1,则 f '( x )=e x -1. ∵当 x ∈(0,+∞)时, f '( x )>0, ∴ f ( x )在(0,+∞)上为增函数. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 6. (多选)- <5 x -3<12的一个必要条件是( BD ) A. - < x <2 B. - < x <4 C. -3< x < D. -1< x <6 解- <5 x -3<12,得- < x <3,当 x 满足- < x <3时,满足 - < x <4和-1< x <6. BD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 7. (多选)已知两条直线 l , m 及三个平面α,β,γ,则α⊥β的充分条件是 ( ABC ) A. l ⊂α, l ⊥β B. l ⊥α, m ⊥β, l ⊥ m C. α⊥γ,β∥γ D. l ⊂α, m ⊂β, l ⊥ m 由面面垂直的判定可知A,B,C项符合题意;对于D项, l ⊂α, m ⊂β, l ⊥ m ,也可以得到α∥β,D项不符合题意. ABC 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 8. (2024·河南郑州模拟)若命题“∃ x ∈R,使得3 x 2+2 ax +1<0”是假命题,则实数 a 的取值范围是 ⁠. 命题“∃ x ∈R,使得3 x 2+2 ax +1<0”是假命题,即“∀ x ∈R,3 x 2+2 ax +1≥0”是真命题,故Δ=4 a 2-12≤0,解得- ≤ a ≤ . [- , ]  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 9. 已知“ x 2- x -2>0”是“2 x + p >0”的必要条件,则实数 p 的取值范围是 ⁠. 由2 x + p >0,得 x >- , 令 A = , 由 x 2- x -2>0,解得 x >2或 x <-1,令 B ={ x | x >2,或 x <-1}, 由题意知 A ⊆ B 时,即- ≥2,解得 p ≤-4, ∴实数 p 的取值范围是(-∞,-4]. (-∞,-4]  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 10. 使得“2 x >4 x ”成立的一个充分条件是 ⁠. 由于4 x = ,故2 x > 等价于 x >2 x ,解得 x <0, 使得“2 x >4 x ”成立的一个充分条件只需为集合{ x | x <0}的子集即可. x <-1(答案不唯一)  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 [B组 能力提升练] 11. 若 a >0, b >0,则“ a + b ≤4”是“ ab ≤4”的( A ) 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 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 ∵ a >0, b >0,若 a + b ≤4, ∴ 2 ≤ a + b ≤4. ∴ ab ≤4,此时充分性成立. 当 a >0, b >0, ab ≤4时,令 a =4, b =1, 则 a + b =5>4, 这与 a + b ≤4矛盾,因此必要性不成立. 综上所述,当 a >0, b >0时,“ a + b ≤4”是“ ab ≤4”的充分不必要条件. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 12. (2024·贵州贵阳模拟)设 a , b 均为单位向量,则“| a -3 b |=|3 a + b |”是“ a ⊥ b ”的( C ) 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 因为| a -3 b |=|3 a + b |,所以( a -3 b )2=(3 a + b )2,所以 a 2-6 a · b +9 b 2=9 a 2+6 a · b + b 2.又因为| a |=| b |=1,所以 a · b =0, 所以 a ⊥ b ;反之也成立. C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 13. (多选)下列四个关于命题的判断,其中正确的是( AB ) A. 命题“∃ x ∈(0,+∞),3 x + cos x <1”是假命题 B. 在△ ABC 中,“ sin A > sin B ”是“ A > B ”的充要条件 C. 命题“∀ x ∈N,lg( x +1)>0”的否定是“∃ x ∉N,lg( x +1)>0” D. 命题“在△ ABC 中,若 · <0,则△ ABC 是钝角三角形”是真命题 AB 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 对于B,在△ ABC 中,设△ ABC 的外接圆半径为 R , sin A > sin B ⇔2 R sin A >2 R sin B ⇔ a > b ⇔ A > B ,故选项B正确; 对于C,由全称命题的否定可得,命题“∀ x ∈N,lg( x +1)>0”的否定是 “∃ x ∈N,lg( x +1)≤0”,故选项C是错误的; 对于D,在△ ABC 中,若 · <0,则 · >0,则 B 为锐角,不 能判定△ ABC 是钝角三角形,所以选项D是错误的. 对于A,设 f ( x )=3 x + cos x ( x >0),则 f '( x )=3- sin x , f '( x )>0,所 以 f ( x )在(0,+∞)上单调递增,所以 f ( x )>0+ cos 0=1,从而命题“∃ x ∈(0,+∞),3 x + cos x <1”是假命题,故选项A正确; 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 14. (2024·河北唐山模拟)若“ x 2-2 x -8>0”是“ x < m ”的必要不充分条件,则 m 的最大值为 ⁠. 由 x 2-2 x -8>0,解得 x >4,或 x <-2, 所以记 A ={ x | x >4,或 x <-2}, B ={ x | x < m }; 若“ x 2-2 x -8>0”是“ x < m ”的必要不充分条件,则 B 是 A 的真子集. 故 m ≤-2,所以 m 的最大值为-2. -2  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 15. 集合 A = , B ={ x || x - b |< a }.若“ a =1”是“ A ∩ B ≠⌀”的充分条件,则实数 b 的取值范围是 ⁠. 由“ a =1”是“ A ∩ B ≠⌀”的充分条件,知当 a =1时, A ∩ B ≠⌀.当 a =1时, 由题意得 A =(-1,1), B =( b -1, b +1),由 A ∩ B ≠⌀得 b -1<1且 b +1>-1,即-2< b <2,所以 b 的取值范围是(-2,2). (-2,2)  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 [C组 高考新动向] 16. (2023·新高考Ⅰ卷)设 Sn 为数列{ an }的前 n 项和,设甲:{ an }为等差数 列;乙: 为等差数列.则( C ) A. 甲是乙的充分条件但不是必要条件 B. 甲是乙的必要条件但不是充分条件 C. 甲是乙的充要条件 D. 甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 当 n ≥2时, = a 1+ d , ∴ - = a 1+ d - a 1- d = d , ∴ 是以 S 1为首项, 为公差的等差数列. 若 为等差数列,设公差为 d ',则 = S 1+( n -1) d '= a 1+( n -1) d ', ∴ Sn = na 1+ n ( n -1) d '. 若{ an }为等差数列,设公差为 d ,则 an = a 1+( n -1) d , ∴ Sn = na 1+ ,∴ = a 1+ d . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 当 n ≥2时, Sn -1=( n -1) a 1+( n -1)( n -2) d ',两式作差得, an = a 1+ 2( n -1) d ', 又 n =1时也满足上式, ∴ an = a 1+2( n -1) d ', n ∈N+. 当 n ≥2时, an -1= a 1+2( n -2) d ', ∴ an - an -1= a 1+2( n -1) d '- a 1-2( n -2) d '=2 d ', ∴{ an }是以 a 1为首项,2 d '为公差的等差数列.综上,甲是乙的充要条件. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 $$

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