内容正文:
2.2 全称量词与存在量词
第1课时 全称量词命题与存在量词命题
知识
目标
1.通过已知的数学实例,理解全称量词与存在量词的含义,熟悉常见的全称量词和存在量词.2.会判断一个命题是全称量词命题还是存在量词命题,并会判断它们的真假.
素养
目标
通过对含量词的命题的应用,提升数学运算、逻辑推理素养.
知识点一 全称量词命题
问题1.观察下列命题,它们是否为真命题?它们存在什么共同特点呢?
(1)任何一个实数乘以0都等于0;
(2)所有的自然数都是正整数;
(3)每一个实数都可以写成分数形式;
(4)一切三角形的内角和都等于180°.
提示:(1)(3)(4)是真命题,(2)是假命题;命题中的“任何”、“所有的”、“每一个”、“一切”都是在指定范围内表示整体或全部的含义.
全称量词与全称量词命题
全称量
词命题
在给定集合中,断言所有元素都具有同一种性质的命题叫作全称量词命题
全称量词
在命题中,诸如“所有”“每一个”“任意”“任何”“一切”这样的词叫作全称量词,用符号“∀”表示,读作“对任意的”
[微思考] “相似三角形是全等三角形”是否是全称量词命题?
提示:该命题是全称量词命题,只不过省略了全称量词.
(链教材P19例4)判断下列命题是不是全称量词命题,如果是,指出其中的全称量词,并判断其真假:
(1)凸n边形的外角和等于360°;
(2)∀x∈R,x2>0;
(3)矩形的对角线相等.
解:(1)是,省略了全称量词“任意一个”,真命题.
(2)是,有全称量词“∀”,假命题.
(3)是,省略了全称量词“任意一个”,真命题.
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全称量词命题的辨析及其真假的判断
对点练1.[多选题]下列全称量词命题为真命题的是( )
A.所有的质数都是奇数
B.∀x∈R,x2+1≥1
C.二次函数y=x2-ax-1与x轴恒有交点
D.所有能被5整除的整数,其末位数字都是5
答案:BC
解析:质数中2不是奇数,A选项为假命题;∀x∈R,都有x2≥0,则x2+1≥1,B选项为真命题;二次函数y=x2-ax-1中Δ=a2+4>0,即x2-ax-1=0恒有两个不等实根,故二次函数y=x2-ax-1与x轴恒有交点,C选项为真命题;所有能被5整除的整数,其末位数字可以是5也可以是0,D选项为假命题.故选BC.
知识点二 存在量词命题
问题2.观察下列命题,它们是否为真命题?它们存在什么共同特点呢?
(1)有一个偶数是素数;
(2)有些三角形是直角三角形;
(3)存在实数x,使得x2+x-1=0.
提示:(1)、(2)、(3)都是真命题;命题中的“有一个”、“有些”、“存在”都有表示个别或一部分的含义.
存在量词与存在量词命题
存在量
词命题
在给定集合中,断言某些元素具有一种性质的命题叫作存在量词命题
存在量词
在命题中,诸如“有些”“有一个”“存在”这样的词叫作存在量词,用符号“∃”表示,读作“存在”
[微提醒] (1)常见的存在量词还有“对某些”“有的”等.(2)存在量词命题含有存在量词,有些存在量词命题中的存在量词是省略的,理解时需要把它补充出来.
(链教材P20例5)判断下列命题是不是存在量词命题,如果是,指出其中的存在量词,并判断其真假:
(1)实数都能写成小数;
(2)在实数集内,有些一元二次方程无解;
(3)在平面内,过直线外一点,存在另一条直线与其垂直;
(4)存在一个自然数n,使代数式n2-2n+2的值是负数.
解: (1)不是.
(2)是;存在量词是“有些”;真命题.
(3)是;存在量词是“存在”;真命题.
(4)是;存在量词是“存在”;假命题.
存在量词命题的辨析及其真假的判断
对点练2.[多选题]下列存在量词命题是真命题的是( )
A.存在x∈Q,使4-x2=0
B.存在x∈R,使x2+x+1=0
C.有的素数是偶数
D.有的有理数没有倒数
答案:ACD
解析:对于A,解4-x2=0得x=±2,所以存在x∈Q,使4-x2=0,故A正确;对于B,Δ=1-4=-3<0,所以不存在x∈R,使x2+x+1=0,故B错误;对于C,2是素数同时也是偶数,故C正确;对于D,0是有理数但是没有倒数,故D正确.故选ACD.
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依据含量词的命题的真假求参数的取值范围
已知命题p:∃x∈R,x2+x+2-a<0为真命题,求实数a的取值范围.
解:因为命题p为真命题,且二次函数y=x2+x+2-a的图象是开口向上的抛物线,因此该抛物线与x轴一定有两个交点,
故二次函数对应的方程有两个实数根,
则Δ=1-4(2-a)>0,解得a>.
即实数a的取值范围为.
[变式探究]
1.(变条件)本题中的条件改为:∃x∈R,x2+x+2-a=0,其他条件不变,求实数a的取值范围.
解:因为p为真命题,因此方程x2+x+2-a=0有实数根,则Δ=1-4(2-a)≥0,解得a≥.
即实数a的取值范围为.
2.(变条件)本例中的条件改为“∀x∈R,x2+x+2-a>0”,其他条件不变,求实数a的取值范围.
解:法一:因为p为真命题,则函数y=x2+x+2-a的图象恒在x轴上方,
又x2+x+2-a=+-a,则-a>0,故a<.
即实数a的取值范围为.
法二:由于∀x∈R,x2+x+2-a>0恒成立,
则Δ=1-4(2-a)<0,解得a<.
即实数a的取值范围为.
利用含量词的命题的真假求参数的取值范围策略
1.含参数的全称量词命题为真时,常与不等式恒成立有关,可根据有关代数恒等式(如x2≥0),确定参数的取值范围.
2.含参数的存在量词命题为真时,常转化为方程或不等式有解问题来处理,可借助根的判别式知识解决.
对点练3.[多选题]命题“∀x∈R,ax2-2ax+3>0恒成立”是假命题的一个充分不必要条件是( ) A.a<0 B.a≤0
C.a≥3 D.a<0或a>3
答案:ACD
解析:当∀x∈R,ax2-2ax+3>0恒成立时,当a=0时,3>0恒成立,满足题意,当a≠0时,解得0<a<3,综上,“∀x∈R,ax2-2ax+3>0恒成立”对应的a的范围为,所以命题“∀x∈R,ax2-2ax+3>0恒成立”是假命题时,对应的a的范围为(-∞,0)∪,故它的一个充分不必要条件是(-∞,0)∪的真子集,故A、C、D正确.故选ACD.
知识
1.全称量词命题、存在量词命题的概念.
2.含量词的命题的真假判断以及含量词的命题的真假的应用
方法
转化的思想方法
易错误区
有些命题省略了量词,全称量词命题强调“整体、全部”,存在量词命题强调“个别、部分”
1.下列命题中是全称量词命题且是真命题的是( )
A.对角线相等的四边形都是矩形
B.有些梯形是等腰梯形
C.平行四边形的对角线互相平分
D.∃x∈R,x2<0
答案:C
解析:对于A,等腰梯形的对角线也相等,故该命题是全称量词命题且是假命题;对于B,该命题是存在量词命题且是真命题;对于C,根据平行四边形的性质,可得该命题是全称量词命题且是真命题;对于D,该命题是存在量词命题且是假命题.故选C.
2.[多选题]下列语句是存在量词命题的是( )
A.有的无理数的平方是有理数
B.有的无理数的平方不是有理数
C.对于任意x∈Z,2x+1是奇数
D.存在x∈R,2x+1是奇数
答案:ABD
解析:因为“有的”“存在”为存在量词,“任意”为全称量词,所以选项A、B、D均为存在量词命题,选项C为全称量词命题.故选ABD.
3.已知命题p:∃x0∈R,x0>2;命题q:∀x>0,<x,则下列说法正确的是( )
A.p为存在量词命题且为假命题,q为全称量词命题且为假命题
B.p为全称量词命题且为假命题,q为存在量词命题且为假命题
C.p为存在量词命题且为真命题,q为全称量词命题且为假命题
D.p为全称量词命题且为真命题,q为存在量词命题且为真命题
答案:C
解析:对于命题p,是存在量词命题,取x0=3,则∃x0∈R,x0>2,故p为真命题;对于命题q,是全称量词命题,当x=时, =>,故q为假命题;所以p为存在量词命题且为真命题,q为全称量词命题且为假命题.故选C.
4.将“方程x2+1=0无实根”改写成含有一个量词的命题的形式,可以写成______________.
答案:∀x∈R,x2+1≠0
解析:由已知,“方程x2+1=0无实根”是全称量词命题,故可改写为:∀x∈R,x2+1≠0.课时测评7 全称量词命题与存在量词命题
(时间:40分钟 满分:100分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(1—8每小题5分,共40分)
1.判断下列命题是存在量词命题的个数( ) ①每一个一次函数都是增函数;
②至少有一个自然数小于1;
③存在一个实数x,使得x2+2x+2=0;
④两直线平行,内错角相等.
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
答案:B
解析:①因为“每一个”是全称量词,所以“每一个一次函数都是增函数”是全称量词命题;②因为“至少有一个”是存在量词,所以“至少有一个自然数小于1”是存在量词命题;③因为“存在一个”是存在量词,所以“存在一个实数x,使得x2+2x+2=0”是存在量词命题;④两直线平行,内错角相等是全称量词命题,省略了“所有的”.故选B.
2.下列命题中,既是全称量词命题又是真命题的是( )
A.至少有一个x∈Z,使得x2<3成立
B.菱形的两条对角线长度相等
C.∃x∈R, =x
D.对任意a,b∈R,都有a2+b2≥2(a+b-1)
答案:D
解析:A、C为存在量词命题,B、D为全称量词命题,菱形的两条对角线长度不一定相等,故B错误,对任意a,b∈R,都有a2+b2-2(a+b-1)=a2-2a+1+b2-2b+1=(a-1)2+(b-1)2≥0,即a2+b2≥2(a+b-1),故D正确.故选D.
3.不能说明存在量词命题“∃x,y∈R,x2+y2-2x=1”为真命题的例子是( )
A.(x,y)=(0,1) B.(x,y)=(0,-1)
C.(x,y)=(2,1) D.(x,y)=(-2,1)
答案:D
解析:对于A,(x,y)=(0,1),此时x2+y2-2x=02+12-2×0=1,能说明但不符合题意;对于B,(x,y)=(0,-1),此时x2+y2-2x=02+(-1)2-2×0=1,能说明但不符合题意;对于C,(x,y)=(2,1),此时x2+y2-2x=22+12-2×2=1,能说明但不符合题意;对于D,(x,y)=(-2,1),此时x2+y2-2x=(-2)2+12-2×(-2)=9≠1,不能说明但符合题意.故选D.
4.[多选题]下列命题是真命题的有( )
A.∃x∈R,|x|-2x≤0
B.∀x∈Z,x2∈Q
C.∀x∈R,x2-2x+4>0
D.∃x∈R,x2+3x+5=0
答案:ABC
解析:对于A,当x=1时,满足|x|-2x≤0,故A正确;对于B,因为∀x∈Z,x2∈Z,且Z⊆Q,所以x2∈Q,故B正确;对于C,∀x∈R,x2-2x+4=(x-1)2+3≥3>0,故C正确;对于D,因为x2+3x+5=2+>0,所以x2+3x+5=0无解,故D错误.故选ABC.
5.已知集合A=,集合B=,则以下命题为真命题的是( )
A.∃x∈A,x∈B B.∃x∈B,x∉A
C.∀x∈A,x∈B D.∀x∈B,x∉A
答案:A
解析:由题知,集合A=,集合B=,所以B是A的真子集,所以∃x∈A,x∈B或∃x∈A,x∉B或∀x∈B,x∈A,只有A选项符合要求.故选A.
6.若命题“∀x∈(3,+∞),x>a”是真命题,则a的取值范围是________.
答案:(-∞,3]
解析:对于任意x>3,x>a恒成立,即大于3的数恒大于a,所以a≤3.
7.若命题“二次函数y=x2-3x+9a的图象恒在x轴上方”为真命题,则实数a的取值范围是________.
答案:
解析:由题意,得Δ=32-4×9a<0,解得a>,即实数a的取值范围是.
8.(开放题)能够说明“存在两个不相等的正数a,b,使得a-b=ab”是真命题的一组有序数对(a,b)为________.
答案:(答案不唯一)
解析:如当a=,b=时,使得a-b=ab是真命题.
9.(10分)已知命题p:∃x∈R,使x2-4x+m=0为假命题.
(1)求实数m的取值集合B;(4分)
(2)设A={x|3a<x<a+4}为非空集合,若“∀x∈A,则x∈B”是真命题,求实数a的取值范围.(6分)
解:(1)由题意,得关于x的方程x2-4x+m=0无实数根,
所以Δ=16-4m<0,解得m>4,
即B={m|m>4}.
(2)因为A={x|3a<x<a+4}为非空集合,
所以3a<a+4,即a<2,
因为x∈A是x∈B的充分条件,则3a≥4,即a≥,所以≤a<2.
所以实数a的取值范围为.
(10—12每小题5分,共15分)
10.已知命题p:∃x∈R,x+2>x2,命题q:∀x∈R,-x2<0,则( )
A.命题p,q都是真命题
B.命题p是真命题,q是假命题
C.命题p是假命题,q是真命题
D.命题p,q都是假命题
答案:B
解析:当x=0时,x+2=2,x2=0,故命题p为真命题,当x=0时,-x2=0,故命题q为假命题.故选B.
11.[多选题]若“∀x∈M,|x|>x”为真命题,“∃x∈M,x>3”为假命题,则集合M可以是( )
A. B.{x|-3<x≤-1}
C. D.{x|0≤x≤3}
答案:AB
解析:由命题“∃x∈M,x>3”为假命题,可得M⊆(-∞,3],又由命题“∀x∈M,|x|>x”为真命题,可得M⊆(-∞,0),所以M⊆(-∞,0),结合选项,可得A,B符合题意.故选AB.
12.[多选题]设非空集合P,Q满足P∩Q=Q,且P≠Q,则下列选项中错误的是( )
A.∀x∈Q,有x∈P
B.∃x∈P,使得x∉Q
C.∃x∈Q,使得x∉P
D.∀x∉Q,有x∈P
答案:CD
解析:因为P∩Q=Q,所以Q⊆P,又因为P≠Q,所以QP.对于A,因为QP,所以∀x∈Q,有x∈P,故A正确;对于B,因为QP,所以∃x∈P,使得x∉Q,故B正确;对于C,因为QP,所以不存在x∈Q,使得x∉P,故C错误;对于D,若Q=,P=,显然4∉Q,4∉P,故D错误.故选CD.
13.(15分)已知集合A=,B=,且B≠∅.
(1)若命题p:“∀x∈B,x∈A”是真命题,求实数m的取值范围;(5分)
(2)若命题q:“∃x∈A,x∈B”是真命题,求实数m的取值范围.(10分)
解:(1)由命题p:“∀x∈B,x∈A”是真命题,可知B⊆A,
又B≠∅,所以 解得3≤m≤4.
所以实数m的取值范围为3≤m≤4.
(2)因为B≠∅,所以2m+1≤3m-2,解得m≥3.
因为命题q:“∃x∈A,x∈B”是真命题,
所以A∩B≠∅,
所以-3≤2m+1≤10,或-3≤3m-2≤10,
解得-2≤m≤.
所以实数m的取值范围为.
14.(5分)观察下面几个算式:
1=1;
1+2+1=4;
1+2+3+2+1=9;
1+2+3+4+3+2+1=16;
1+2+3+4+5+4+3+2+1=25;
得到含有量词的全称量词命题或存在量词命题为___________________________________.
答案:∀n∈N+,都有1+2+…+n+…+2+1=n2
解析:由题设算式的规律知:∀n∈N+,都有1+2+…+n+…+2+1=n2.
15.(15分)已知p:∃x∈R,-x2+2x-a=0,q:关于x的方程x2+(2a+3)x+a2+9=0有两个不相等的负实数根.
(1)若p为真命题,请用列举法表示非负整数a的取值集合;(5分)
(2)若p,q都是假命题,求a的最大值.(10分)
解:(1)根据题意可得Δ1=4-4×(-1)×(-a)≥0,
解得a≤1,故非负整数a的取值集合为.
(2)设方程x2+(2a+3)x+a2+9=0的两个不相等的负实数根为x1,x2,
则解得a>.
若p,q都是假命题,则a≤,且a>1,
所以1<a≤,故a的最大值为.
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