内容正文:
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
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02
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软件版本
03
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便捷操作
04
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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
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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
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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
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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
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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
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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.
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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
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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
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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 ≤ .
[- , ]
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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]
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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)
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[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
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∵ 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.
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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
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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
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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;
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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.
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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)
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[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
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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 .
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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.
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