内容正文:
数 学
第一章 集合、常用逻辑用语与不等式
第2讲 常用逻辑用语
1.理解充分条件、必要条件、充要条件的含义.
2.理解判定定理与充分条件的关系、性质定理与必要条件的关系.
3.理解全称量词命题与存在量词命题的含义,能正确对两种命题进行否定.
[对应学生用书P5]
1.充分条件、必要条件与充要条件
命题真假 “若p,则q”为真命题 “若p,则q”为假命题 “若p,则q”和“若q,则p”都是真命题
推出关系 p⇒ q p⇒q p⇔ q
⇒
⇔
条件关系 p是q的 充分 条件,q是p的 必要 条件 p不是q的 充分 条件,q不是p的 必要 条件 p是q的 充分必要 条件,简称为 充要 条件
充分
必要
充分
必要
充分必要
充
要
2.全称量词和存在量词
全称量词 存在量词
量词 所有的、任意一个 存在一个、至少有一个
符号 ∀ ∃
命题 含有 全称量词 的命题叫做全称量词命题 含有 存在量词 的命题叫做存在量词命题
命题
形式 “对M中任意一个x,p(x)成立”,可用符号简记为“ ∀x∈M,p(x) ” “存在M中的元素x,p(x)成立”,可用符号简记为“ ∃x∈M,p(x) ”
全称量词
存在量词
∀x∈M,p(x)
∃x∈M,
p(x)
3.全称量词命题和存在量词命题的否定
命题 命题的否定 结论
全称量词命题∀x∈M,p(x) ∃x∈Mp(x) 全称量词命题的否定是 存在量词命题
存在量词命题∃x∈M,p(x) ∀x∈Mp(x) 存在量词命题的否定是 全称量词命题
∃x∈M,
¬p(x)
存在量
词命题
∀x∈M,
¬p(x)
全称量
词命题
1.p是q的充分不必要条件,等价于¬q是¬p的充分不必要条件.
2.从集合的角度理解充分条件与必要条件
若p以集合A的形式出现,q以集合B的形式出现,即A={x|p(x)},B={x|
q(x)},则关于充分条件,必要条件又可以叙述为
(1)若A⊆B,则p是q的充分条件,q是p的必要条件;
(2)若A=B,则p是q的充要条件;
(3)若A⫋B,则p是q的充分不必要条件,q是p的必要不充分条件.
3.含有一个量词的命题的否定规律:“改量词,否结论”.
|思考辨析|
答案 (1) ×
答案 (2) √
答案 (3) √
答案 (4) √
|教材衍化|
3.(人A必修第一册P31习题1.5T3改编)已知命题q:∀x∈R,x2+x-1>0,则 ( )
A.命题¬q:∀x∈R,x2+x-1≤0为假命题
B.命题¬q:∀x∈R,x2+x-1≤0为真命题
C.命题¬q:∃x∈R,x2+x-1≤0为假命题
D.命题¬q:∃x∈R,x2+x-1≤0为真命题
解析 显然当x=0时不满足x2+x-1>0,故命题q:∀x∈R,x2+x-1>0为假命题,
所以¬q:∃x∈R,x2+x-1≤0为真命题,故选D.
答案 D
|易错自纠|
4.(否定命题不完全致误)已知命题p:∀x≥0,ex≥1或sin x<1,则¬p为 ( )
A.∃x<0,ex<1且sin x≥1
B.∃x≥0,ex<1且sin x≥1
C.∃x≥0,ex<1或sin x≥1
D.∃x<0,ex≥1或sin x≤1
解析 命题p是全称命题,因为命题p:∀x≥0,ex≥1或sin x<1,
所以¬p:∃x≥0,ex<1且sin x≥1.
答案 B
5.(不理解哪个条件致误)已知a,b为非零实数,下列四个条件中,使a>b成立的充分而不必要的条件是 ( )
A.a>b-1 B.a2>b2
C.2a>2b D.log2a>log2b
解析 若a>b-1,不妨设a=b=1,显然a>b不成立,a>b⇒a>b-1,A错误;
若a2>b2,不妨设a=-2,b=1,显然a>b不成立,B错误;
若2a>2b,因为y=2x在R上单调递增,则2a>2b⇔a>b,C错误;
若log2a>log2b,因为y=log2x在上单调递增,则log2a>log2b⇒a>b,
若a>b,不妨设b=-2,a=1,显然log2a>log2b不成立,D正确.故选D.
答案 D
[对应学生用书P6]
充分条件、必要条件的两种判定方法:
(1)定义法:根据p⇒q,q⇒p进行判断,适用于定义、定理判断性问题.
(2)集合法:根据p,q对应的集合之间的包含关系进行判断,多适用于条件中涉及参数范围的推断问题.
(2)已知条件p:(x-m)(x-m-3)>0;条件q:x2+3x-4<0.若p是q的必要不充分条件,则实数m的取值范围是 ( )
A.(-∞,-7)∪(1,+∞)
B.(-∞,-7]∪[1,+∞)
C.(-7,1)
D.[-7,1]
解析 设集合Ρ=,Q=,因为p是q的必要不充分条件,则Q是Ρ的真子集,所以m+3≤-4或m≥1,即m≤-7或m≥1,故选B.
答案 B
充分条件、必要条件的应用,一般表现在参数问题的求解上.解题时需注意
(1)把充分条件、必要条件或充要条件转化为集合之间的关系,然后根据集合之间的关系列出关于参数的不等式(或不等式组)求解.
(2)要注意区间端点值的检验.
(1)含量词命题的否定,一是要改写量词,二是要否定结论.
(2)判定全称量词命题“∀x∈M,p(x)”是真命题,需要对集合M中的每一个元素x,证明p(x)成立;要判定存在量词命题“∃x∈M,p(x)”是真命题,只要在限定集合内找到一个x,使p(x)成立即可.
(3)由命题真假求参数的范围,一是直接由命题的含义,利用函数的最值求参数的范围;二是利用等价命题,即p与¬p的关系,转化成¬p的真假求参数的范围.
变式训练
1.已知命题:∃x∈R,tan 2x=4,则 ( )
A.该命题为假命题,其否定是∀x∈R,tan 2x≠4
B.该命题为假命题,其否定是∃x∈R,tan 2x≠4
C.该命题为真命题,其否定是∀x∈R,tan 2x≠4
D.该命题为真命题,其否定是∃x∈R,tan 2x≠4
解析 ∵函数y=tan 2x的值域为R,∴∃x∈R,tan 2x=4,故该命题是真命题,其否定是∀x∈R,tan 2x≠4.
答案 C
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1.判断下列结论是否正确.(对的打“√”,错的打“×”)
(1)“至少有一个三角形的内角和为π”是全称量词命题.( )
(2)写全称量词命题的否定时,全称量词变为存在量词.( )
(3)当p是q的充分条件时,q是p的必要条件.( )
(4)若已知p:x>1和q:x≥1,则p是q的充分不必要条件.( )
2.(人A必修第一册P22习题1.4T2(1)改编)“△ABC是等边三角形”是“△ABC是等腰三角形”的( )
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
解析 由△ABC是等边三角形可得到△ABC是等腰三角形,但反之不成立.
答案 A
考点1 充分、必要条件的判断(师生共研)
[例1] (1)(2024·新高考天津卷)设a,b∈R,则“a3=b3”是“3a=3b”的( )
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
解析 根据立方的性质和指数函数的性质,a3=b3和3a=3b都当且仅当a=b时成立,所以二者互为充要条件.
答案 C
(2)(2023·北京卷)若xy≠0,则“x+y=0”是“+=-2”的( )
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
解析 解法一:充分性:因为xy≠0,且x+y=0,所以x=-y,所以+=+=-1-1=-2,所以充分性成立;必要性:因为xy≠0,且+=-2,所以x2+y2=-2xy,即x2+y2+2xy=0,即(x+y)2=0,所以x+y=0,所以必要性成立,所以“x+y=0”是“+=-2”的充要条件.
解法二:充分性:因为xy≠0,且x+y=0,所以+=====-2,所以充分性成立;必要性:因为xy≠0,且+=-2,所以+====-2=-2,所以=0,所以(x+y)2=0,所以x+y=0,所以必要性成立,所以“x+y=0”是“+=-2”的充要条件.
答案 C
(3)(2024·赤峰·三模)“a+b<-2,且ab>1”是“a<-1,且b<-1”的( )
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
解析 若a<-1,且b<-1,根据不等式的加法和乘法法则可得a+b<-2,且ab>1,即必要性成立;
当a=-3,b=-,满足a+b<-2,且ab>1,但是b=->-1,故充分性不成立.
所以“a+b<-2,且ab>1”是“a<-1,且b<-1”的必要不充分条件.
答案 B
变式训练
1.已知p:向量a,b所在的直线平行,q:向量a,b平行,则p是q的( )
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
解析 当向量a,b所在的直线平行时,可得向量a,b平行,则充分性成立,而当向量a,b平行时,向量a,b所在的直线平行或重合,则必要性不成立,
则p是q的充分不必要条件.
答案 A
2.(2023·湖北武汉·统考三模)已知p:ab≤1,q:a+b≤2,则p是q的( )
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
解析 当a=-1,b=4时,p不能推出q;当a=-2,b=-2时,q不能推出p,
所以p是q的既不充分也不必要条件.
答案 D
考点2 充分、必要条件的应用(师生共研)
[例2] (1)已知m>0,p:-2≤x≤6,q:2-m≤x≤2+m,若p是q成立的充分不必要条件,则实数m的取值范围是( )
A.0<m<4 B.m>4
C.0<m≤4 D.m≥4
解析 由p:-2≤x≤6,设A=[-2,6],设满足q:2-m≤x≤2+m的集合为B,由p是q成立的充分不必要条件,则集合A是集合B的真子集,所以解得m≥4,当m=4时,B=[-2,6]=A,此时不满足条件,所以m>4.
答案 B
变式训练
在①“x∈A”是“x∈B”的充分条件;②“x∈∁RA”是“x∈∁RB”的必要条件这两个条件中任选一个,补充到本题第(2)问的横线处,并求解下列问题.
问题:已知集合A={x|a≤x≤a+2},B={x|(x+1)(x-3)<0}.
(1)当a=2时,求A∩B;
(2)若________,求实数a的取值范围.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
解 (1)由(x+1)(x-3)<0,
解得-1<x<3,
所以B={x|-1<x<3},
当a=2时,A={x|2≤x≤4},
所以A∩B={x|2≤x<3}.
(2)选①“x∈A”是“x∈B”的充分条件,则A⊆B,所以解得-1<a<1,即a∈(-1,1);
选②“x∈∁RA”是“x∈∁RB”的必要条件,则A⊆B,所以解得-1<a<1,即a∈(-1,1).
考点3 全称量词命题与存在量词命题(多维探究)
角度1 含有量词的命题的否定
[例3] (1)(2023·安徽蚌埠·统考三模)已知命题p:∃x<-1,2x-x-1<0,则¬p为( )
A.∀x≥-1,2x-x-1≥0 B.∀x<-1,2x-x-1≥0
C.∃x<-1,2x-x-1≥0 D.∃x≥-1,2x-x-1≥0
解析 ∵命题p:∃x<-1,2x-x-1<0,
∴¬p为∀x<-1,2x-x-1≥0.
答案 B
(2)(2024·新课标全国Ⅱ卷)已知命题p:∀x∈R,|x+1|>1;命题q:∃x>0,x3=x,则( )
A.p和q都是真命题 B.¬p和q都是真命题
C.p和¬q都是真命题 D.¬p和¬q都是真命题
解析 对于p而言,取x=-1,则有=0<1,故p是假命题,¬p是真命题;
对于q而言,取x=1,则有x3=13=1=x,故q是真命题,¬q是假命题.
综上,¬p和q都是真命题.
答案 B
角度2 命题的真假判断及应用
[例4] (1)下列命题中,是假命题的是( )
A.∃x∈R,log2x=0 B.∃x∈R,cos x=1
C.∀x∈R,x2>1 D.∀x∈R,2x>0
解析 对于A选项,∵log21=0,故A正确;
对于B选项,∵cos 0=1,故B正确;
对于C选项,∵02<1,故C错误;
对于D选项,∀x∈R,2x>0,故D正确.
答案 C
(2)若命题“∀x∈[-1,2],x2+1≥m”是真命题,则实数m的取值范围是( )
A.(-∞,0] B.(-∞,1]
C.(-∞,2] D.(-∞,5]
解析 由“∀x∈[-1,2],x2+1≥m”是真命题可知,不等式m≤x2+1对∀x∈[-1,2]恒成立,因此只需m≤(x2+1)min,x∈[-1,2],易知函数y=x2+1在x∈[-1,2]上的最小值为1,所以m≤1.即实数m的取值范围是(-∞,1].
答案 B
2.(多选)命题p:∃x∈R,x2+2x+2-m<0为假命题,则实数m的取值可以是( )
A.-1 B.0
C.1 D.2
解析 若命题p:∃x∈R,x2+2x+2-m<0为真命题,则Δ=22-4(2-m)=4m-4>0,解得m>1,所以当命题p:∃x∈R,x2+2x+2-m<0为假命题时,m≤1,符合条件的为A,B,C选项.
答案 ABC
$$