内容正文:
1.5.2 全称量词命题和存在量词命题的否定
第一章 1.5 全称量词与存在量词
学习目标
1.通过实例总结含有一个量词的命题与它们的否定在形式上
的变化规律,培养数学抽象核心素养.
2.能正确地对含有一个量词的命题进行否定,培养逻辑推理
核心素养.
知识点一 全称量词命题的否定
1
知识点二 存在量词命题的否定
2
课时测评
5
综合应用
3
内容索引
随堂演练
4
知识点一 全称量词命题的否定
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问题1.写出下列命题的否定:
(1)所有的正比例函数都是一次函数;
(2)每一个有理数都能写成分数形式.
提示:(1)并非所有的正比例函数都是一次函数.
(2)并非每一个有理数都能写成分数形式.
问题2.能否用存在量词改写问题1中的两个命题的否定?如何改写?
提示:能 (1)存在一个正比例函数不是一次函数.
(2)存在一个有理数不能写成分数形式.
问题3.上述两个命题的否定与原命题在形式上有什么变化?
提示:两个全称量词命题的否定都变成了存在量词命题.
问题导思
1.全称量词命题的否定
新知构建
全称量词命题 它的否定 结论
∀x∈M,p(x) _________,¬______ 全称量词命题的否定是__________命题
写出一个全称量词命题的否定时,通常要将命题的两个地方进行改变,一是量词符号要改变,二是结论要进行否定.
微提醒
如果p(x)的否定是¬p(x),那么p(x)与¬p(x)可以同真同假吗?
提示:不能同真同假,只能一真一假.
微思考
∃x∈M
p(x)
存在量词
2.常见词语的否定形式
原词语 否定词语 原词语 否定词语
是 不是 至少有一个 一个也没有
都是 不都是 至多有一个 至少有两个
大于 不大于 至少有n个 至多有(n-1)个
小于 不小于 至多有n个 至少有(n+1)个
任意的 某个 能 不能
所有的 某些 等于 不等于
(链教材P29例3)写出下列全称量词命题的否定:
(1)所有能被2整除的整数都是偶数;
例1
该命题的否定:存在一个能被2整除的整数不是偶数.
(2)每一个三角形的三个顶点在同一个圆上;
(3)任何实数x都是方程5x-12=0的根.
该命题的否定:存在一个三角形,它的三个顶点不在同一个圆上.
该命题的否定:存在实数x不是方程5x-12=0的根.
规律方法
全称量词命题否定的关注点
1.全称量词命题:∀x∈M,p(x),它的否定:∃x∈M,¬p(x).
2.全称量词命题的否定是存在量词命题,对省略全称量词的全称量词命题要补上量词后进行否定.
对点练1.命题“∀x>0,x2+2x≥0”的否定是
A.∃x≤0,x2+2x<0 B.∀x>0,x2+2x<0
C.∃x>0,x2+2x≥0 D.∃x>0,x2+2x<0
“∀x>0,x2+2x≥0”的否定为“∃x>0,x2+2x<0”.故选D.
√
对点练2.写出下列命题的否定:
(1)∀n∈Z,n∈Q;
解:∃n∈Z,n∉Q.
(2)任意奇数的平方还是奇数;
解:存在一个奇数的平方不是奇数.
(3)每个平行四边形都是中心对称图形.
解:存在一个平行四边形不是中心对称图形.
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知识点二 存在量词命题的否定
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问题4.写出下列命题的否定:
(1)存在一个实数的绝对值是正数;
(2)有些平行四边形是菱形;
(3)∃x∈R,x2-2x+3=0.
问题导思
问题5.以上命题的否定与原命题在形式上有什么变化?
提示:这三个命题都是存在量词命题,即具有“∃x∈M,p(x)”的形式.其中命题(1)的否定是“不存在一个实数,它的绝对值是正数”,也就是说,所有实数的绝对值都不是正数;
命题(2)的否定是“没有一个平行四边形是菱形”,也就是说,每一个平行四边形都不是菱形;
命题(3)的否定是“不存在x∈R,x2-2x+3=0”,也就是说,∀x∈R,x2-2x+3≠0.
从命题形式看,这三个存在量词命题的否定都变成了全称量词命题.
存在量词命题的否定
对含有一个量词的存在量词命题的否定,有下面的结论:存在量词命题:∃x∈M,p(x),它的否定:___________¬______.也就是说,存在量词命题的否定是__________命题.
新知构建
对全称量词命题和存在量词命题进行否定,总结起来八个字“改变量词,否定结论”,从集合的角度来看,x的范围没有变,只是对量词改变且对结论进行了否定.一个命题和它的否定不能同时为真,也不能同时为假,只能一真一假.
微提醒
∀x∈M,
p(x)
全称量词
(链教材P30例4)写出下列存在量词命题的否定,并判断其否定的
真假:
(1)某些梯形的对角线互相平分;
解:该命题的否定:任意一个梯形的对角线都不互相平分.命题的否定为真命题.
(2)存在k∈R,函数y=kx+b随x值的增大而减小;
解:该命题的否定:对任意k∈R,函数y=kx+b不随x值的增大而减小.命题的否定为假命题.
(3)∃x,y∈Z,使得 x+y=3.
解:该命题的否定:∀x,y∈Z, x+y≠3.
当x=0,y=3时, x+y=3,因此命题的否定是假命题.
例2
规律方法
存在量词命题否定的关注点
1.存在量词命题的否定是全称量词命题,写命题的否定时要分别改变其中的量词和判断词.即∃x∈M,p(x),它的否定:∀x∈M,¬p(x).
2.存在量词命题的否定是全称量词命题,对省略存在量词的存在量词命题要补上量词后进行否定.
对点练3.命题“∃x∈R,x2-2x+2≤0”的否定是
A.∃x∈R,x2-2x+2≥0 B.∃x∈R,x2-2x+2>0
C.∀x∈R,x2-2x+2>0 D.∀x∈R,x2-2x+2≤0
√
“∃x∈R,x2-2x+2≤0”的否定是“∀x∈R,x2-2x+2>0”.故选C.
对点练4.写出下列存在量词命题的否定,并判断其否定的真假:
(1)有的素数是偶数;
解:命题的否定:所有的素数都不是偶数.
由于2是素数也是偶数,因此命题的否定为假命题.
(2)∃a,b∈R,a2+b2≤0.
解:命题的否定:∀a,b∈R,a2+b2>0.
因为当a=b=0时,a2+b2=0,
所以命题的否定是假命题.
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综合应用
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根据命题的否定求参数范围
命题“存在x>1,使得2x+a<3”是假命题,求实数a的取值范围.
解:命题“存在x>1,使得2x+a<3”是假命题,
所以此命题的否定“任意x>1,使得2x+a≥3”是真命题,
因为对任意x>1,都有2x+a>2+a,
所以2+a≥3,
所以a≥1.
所以实数a的取值范围为{a|a≥1}.
例3
变式探究 (变条件)若把本例中的“假命题”改为“真命题”,求实数a的取值范围.
所以实数a的取值范围为{a|a<1}.
规律方法
由命题的否定求参数范围的两个关注点
1.命题和它的否定的真假性只能一真一假,解决问题时可以相互转化.
2.求参数范围问题,通常根据有关全称量词命题和存在量词命题的意义列不等式求范围.
对点练5. 已知命题p:∀x∈{x|-3≤x≤2},都有x∈{x|a-4≤x≤a+5},且其否定是假命题,求实数a的取值范围.
解:命题p的否定是假命题,即p是真命题,
即∀x∈{x|-3≤x≤2},都有x∈{x|a-4≤x≤a+5}成立,
所以
解得-3≤a≤1,
所以实数a的取值范围为{a|-3≤a≤1}.
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课堂小结
知识归纳 (1)全称量词命题、存在量词命题的否定.
(2)命题真假的判断.(3)全称量词命题与存在量词命题的综合应用
方法技巧 转化法
常见误区 否定不唯一;命题与其否定的真假性相反
随堂演练
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1.命题“∀x≥0,x3+x≥0”的否定是
A.∀x≥0,x3+x<0 B.∀x<0,x3+x≥0
C.∃x≥0,x3+x<0 D.∃x≥0,x3+x≥0
命题“∀x≥0,x3+x≥0”的否定是“∃x≥0,x3+x<0”.故选C.
√
2.命题“存在一个无理数,它的平方是有理数”的否定是
A.任意一个无理数,它的平方不是有理数
B.任意一个无理数,它的平方是有理数
C.存在一个无理数,它的平方是有理数
D.存在一个无理数,它的平方不是有理数
命题“存在一个无理数,它的平方是有理数”的否定为“任意一个无理数,它的平方不是有理数”.故选A.
√
3.(多选)下列四个命题中,其命题的否定是假命题的有
A.有理数是实数 B.有些四边形不是菱形
C.∀x∈R,x2-2x>0 D.∃x∈R,2x+1为奇数
√
√
√
由题意,有理数是实数的否定:有些有理数不是实数,是假命题;有些四边形不是菱形的否定:所有的四边形都是菱形,是假命题;∀x∈R,x2-2x>0的否定:∃x∈R,x2-2x≤0,是真命题;∃x∈R,2x+1为奇数的否定:∀x∈R,2x+1都不是奇数,是假命题.故选ABD.
4.若命题“∀x∈R,x2-4x+a≠0”为假命题,则实数a的取值范围是________.
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因为命题“∀x∈R,x2-4x+a≠0”为假命题,所以“∃x∈R,x2-4x+a=0”是真命题,所以方程x2-4x+a=0有实数根,则Δ=(-4)2
-4a≥0,解得a≤4.
{a|a≤4}
课时测评
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1.命题“∀x∈R,x2-2x+4<0”的否定为
A.∀x∈R,x2-2x+4≥0 B.∃x∈R,x2-2x+4≥0
C.∀x∉R,x2-2x+4≥0 D.∃x∉R,x2-2x+4≥0
命题为全称量词命题,则命题的否定是存在量词命题,则命题的否定:∃x∈R,x2-2x+4≥0.故选B.
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2.命题“有些实数的绝对值是正数”的否定是
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,再否定命题结论.故选C.
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3.下列命题的否定是真命题的为
A.p1:每一个合数都是偶数
B.p2:两条平行线被第三条直线所截内错角相等
C.p3:全等三角形的周长相等
D.p4:所有的无理数都是实数
√
若判断某命题的否定的真假,只要判断出原命题的真假即可,它们的真假性始终相反.因为p1为全称量词命题,且是假命题,所以p1的否定是真命题.命题p2,p3,p4均为真命题,即p2的否定,p3的否定,p4的否定均为假命题.故选A.
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4.已知命题p:∀x∈R,x<|x|<x3,命题q:∃x∈R,x2-5x+4=0,则下列命题中为真命题的是
A.p,q B.¬p,q
C.p,¬q D.¬p,¬q
对于命题p,采用特殊值法,取x=1,可知p为假命题,则¬p为真命题;命题q:当x0=1时,x -5x0+4=0成立,故q为真命题,则¬q为假命题.故选B.
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5.(多选)关于命题p:“∀x∈R,x2+1≠0”的叙述,正确的是
A.p的否定:∃x∈R,x2+1=0
B.p的否定:∀x∈R,x2+1=0
C.p是真命题,其否定是假命题
D.p是假命题,其否定是真命题
命题p:“∀x∈R,x2+1≠0”的否定是“∃x∈R,x2+1=0”,所以p是真命题,其否定是假命题.故选AC.
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6.(多选)下列四个命题的否定为真命题的是
A.p:所有四边形的内角和都是360°
B.q:∃x∈R,x2+2x+2≤0
C.r:∃x∈{x|x是无理数},x2是无理数
D.s:对所有实数a,都有|a|>0
√
√
对于A,p的否定:有的四边形的内角和不是360°,是假命题.对于B,q的否定:∀x∈R,x2+2x+2>0,是真命题,这是由于∀x∈R,x2+2x+2=(x+1)2+1≥1>0恒成立.对于C,r的否定:∀x∈{x|x是无理数},x2不是无理数,是假命题.对于D,s的否定:存在实数a,使|a|≤0,是真命题.故选BD.
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7.“有一个平行四边形,它的对角线不相等”的否定是_______________
______________,是____命题(填“真”或“假”).
任意平行四边形
的对角线相等
假
“有一个平行四边形”中含有存在量词,因此这是一个存在量词命题,其否定应是全称量词命题,原命题是一个真命题,因此其否定是一个假命题.
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8.某中学开展小组合作学习模式,高一某班某组甲同学给组内乙同学出题如下:若命题“∃x∈R,x2+2x+m≤0”是假命题,求m的取值范围.乙略加思索,反手给了甲一道题:若命题“∀x∈R,x2+2x+m>0”是真命题,求m的取值范围.你认为,两位同学题中m的取值范围是否一致?_____(填“是”或“否”)
因为命题“∃x∈R,x2+2x+m≤0”的否定是“∀x∈R,x2+2x+m>0”,而命题“∃x∈R,x2+2x+m≤0”是假命题,则其否定“∀x∈R,x2+2x+m>0”为真命题,所以两位同学题中m的取值范围是一致的.
是
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9.已知命题p:“∀x≥3,使得2x-1≥m”是真命题,则实数m的最大值是____.
5
当x≥3时,2x≥6⇒2x-1≥5,因为“∀x≥3,使得2x-1≥m”是真命题,所以m≤5.
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10.(10分)写出下列命题的否定,并判断其真假.
(1)p:末位数字为9的整数能被3整除;(3分)
解:该命题的否定:存在一个末位数字为9的整数不能被3整除.命题的否定为真命题.
(2)p:至少有一个实数x,使x2+1=0;(3分)
解:该命题的否定:对任意的实数x,都有x2+1≠0.命题的否定为真
命题.
(3)p:∀x,y∈R,x2+y2+2x-4y+5=0.(4分)
解:该命题的否定:∃x,y∈R,x2+y2+2x-4y+5≠0.命题的否定为真
命题.
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11.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
A.{a|a<1} B.{a|a≤1}
C.{a|a>1} D.{a|a≥1}
√
因为p为假命题,所以该命题的否定为真命题,即∀x>0,x+a-1≠0,即∀x>0,x≠1-a,所以1-a≤0,则a≥1.故选D.
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12.(多选)下列说法正确的是
A.命题“∀x∈R,x2>-1”的否定是“∃x∈R,x2<-1”
B.命题“∃x∈{x|x>-3},x2≤9”的否定是“∀x∈{x|x>-3},x2>9”
C.“x2>y2”是“x>y”的必要不充分条件
D.“m<0”是“关于x的方程x2-2x+m=0有一正根一负根”的充要条件
√
√
命题“∀x∈R,x2>-1”的否定是“∃x∈R,x2≤-1”,故A错误;命题“∃x∈{x|x>-3},x2≤9”的否定是“∀x∈{x|x>-3},x2>9”,
故B正确;
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x2>y2⇔|x|>|y|,|x|>|y|不能推出x>y,x>y也不能推出|x|>|y|,所以“x2>y2”是“x>y”的既不充分也不必要条件,故C错误;关于x的方程x2-2x+m
=0有一正根一负根⇔ ⇔m<0,所以“m<0”是“关于x的方程
x2-2x+m=0有一正根一负根”的充要条件,故D正确.故选BD.
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13.下列命题是真命题的是________(填序号).
①方程3x-y=5有整数解;
②∃x∈R,x≤0的否定为∀x∈R,x≤0;
③∃x∈N*,使得n能被11整除;
④∀x∈N,x2≥1的否定是∃x∈R,x2<1.
①③
对于①,在3x-y=5中,令x=0,则y=-5,即3x-y=5存在整数解x=0,y=-5,故①为真命题;对于②,∃x∈R,x≤0的否定为∀x∈R,x>0,故②为假命题;对于③,当n=11,22,33,…时,n均能被11整除,所以∃n∈N*,使得n能被11整除,故③为真命题;对于④,∀x∈N,x2≥1的否定是∃x∈N,x2<1,故④为假命题.
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14.(10分)已知命题p:∀1≤x≤3,都有m≥x,命题q:∃1≤x≤3,使m≥x,若命题p为真命题,命题q的否定为假命题,求实数m的取值范围.
解:因为命题q的否定为假命题,所以q为真命题,
命题p:∀1≤x≤3,都有m≥x,为真命题,则m≥xmax,即m≥3.
命题q:∃1≤x≤3,使m≥x,为真命题,则m≥xmin,即m≥1.
因为命题p,q同时为真命题,所以
解得m≥3,故实数m的取值范围是{m|m≥3}.
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15.(5分)运动会上,甲、乙、丙三名同学各获得一枚奖牌,其中1人得金牌、1人得银牌、1人得铜牌.王老师曾猜测“甲得金牌、乙不得金牌、丙不得铜牌”,如果王老师只猜对了一人,那么甲、乙、丙分别获得____牌、____牌、___牌.
铜
金
银
先设王老师猜对的是“甲得金牌”,则“乙不得金牌”是错的,故乙也得金牌,产生矛盾.再设“乙不得金牌”是对的,则“甲得金牌”是错的,故甲也不得金牌,只有丙得金牌,而“丙不得铜牌”是错的,故丙得铜牌,产生矛盾.故猜对的是“丙不得铜牌”,此时甲、乙、丙分别获得铜牌、金牌、银牌.
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16.(15分)命题p是“对任意实数x,有x-a>0或x-b≤0”,其中a,b是常数.
(1)写出命题p的否定;(5分)
解:命题p的否定:对某些实数x,有x-a≤0且x-b>0.
(2)当a,b满足什么条件时,命题p的否定为真?(10分)
解:要使命题p的否定为真,需要使不等式组 的解集不为空集,
通过画数轴,如图,可看出,a,b应满足的条件是b<a.
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第
一
章
集
合
与
常
用
逻
辑
用
语
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解:由题意知“存在x>1,使得x<”是真命题,故有>1,所以a<1.
$$