内容正文:
第2节 常用逻辑用语
1.理解充分条件、必要条件、充要条件的意义;理解判定定理与充分条件、性质定理与必要条件、数学定义与充要条件的关系.
2.理解全称量词和存在量词的意义,能正确对全称量词命题和存在量词命题进行否定.(热点)
[对应学生用书P5]
一、充分条件、必要条件与充要条件的概念
若p⇒q,则p是q的充分条件,q是p的必要条件
p是q的充分不必要条件
p⇒q且qp
p是q的必要不充分条件
pq且q⇒p
p是q的充要条件
p⇔q
p是q的既不充分也不必要条件
p q且q p
对于给定命题,首先要明确条件是什么,结论是什么,然后再考虑互推关系.
二、全称量词与存在量词
1.全称量词:短语“所有的”“任意一个”在逻辑中通常叫做全称量词,并用符号“∀”表示.
2.存在量词:短语“存在一个”“至少有一个”在逻辑中通常叫做存在量词,并用符号“∃”表示.
三、全称量词命题和存在量词命题
名称
全称量词命题
存在量词命题
结构
对M中任意一个x,p(x)成立
存在M中的元素x,p(x)成立
简记
∀x∈M,p(x)
∃x∈M,p(x)
否定
∃x∈M,¬p(x)
∀x∈M,¬p(x)
1.充分、必要条件与对应集合之间的关系
设A={x|p(x)},B={x|q(x)}.
(1)若p是q的充分条件,则A⊆B;
(2)若p是q的充分不必要条件,则AB;
(3)若p是q的必要不充分条件,则BA;
(4)若p是q的充要条件,则A=B.
2.含有一个量词命题的否定规律是“改变量词,否定结论”.
3.命题p与p的否定的真假性相反.
一、教材典题改编
1.[人教A版必修第一册P23习题1.4T2(5)改编]设x>0,y>0,则“x2>y2”是“x>y”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
答案:C
2.[人教A版必修第一册P31例5(2)改编]命题“∃x∈R,x2-x+1=0”的否定是____________.
答案:∀x∈R,x2-x+1≠0
3.(人教B版必修第一册P38习题1-2BT5)已知A=(-∞,a],B=(-∞,3),且x∈A是x∈B的充分不必要条件,则实数a的取值范围是______________.
答案:(-∞,3) 解析:依题意可知,集合A是集合B的真子集,所以实数a的取值范围是(-∞,3).
二、易误易混澄清
1.(不对命题完全否定)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
答案:A
2.(混淆条件与结论)“ln (x+1)<0”的一个必要不充分条件是( )
A.-1<x<- B.x>0
C.-1<x<0 D.x<0
D 解析:ln (x+1)<0等价于0<x+1<1,即-1<x<0,这是结论,因为-1<x<0可以推出x<0,而x<0不能推出-1<x<0,所以x<0是-1<x<0的必要不充分条件,所以“ln (x+1)<0”的一个必要不充分条件是“x<0”.
3.(对充分、必要条件的概念理解不清)已知p是r的充分不必要条件,s是r的必要条件,q是s的必要条件,那么p是q的________条件.
答案:充分不必要
[对应学生用书P6]
考点一 充分、必要条件的判断
1.(2024·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
C 解析:根据立方的性质和指数函数的性质,“a3=b3”与“3a=3b”都当且仅当a=b时,等号成立,所以二者互为充要条件.
2.(2025·天津模拟)对于实数x,“x≠5”是“|x-3|≠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
B 解析:因为|x-3|≠2等价于x≠1且x≠5,且(-∞,1)∪(1,5)∪(5,+∞)是(-∞,5)∪(5,+∞)的真子集,所以“x≠5”是“|x-3|≠2”的必要不充分条件.
3.(2025·广州调研)已知p:(x+2)(x-3)<0,q:|x-1|<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
B 解析:由已知得p:-2<x<3,q:-1<x<3,由于{x|-2<x<3}{x|-1<x<3},所以p是q的必要不充分条件.
4.(2023·全国甲卷)设甲:sin2α+sin2β=1,乙:sinα+cos β=0,则( )
A.甲是乙的充分不必要条件
B.甲是乙的必要不充分条件
C.甲是乙的充要条件
D.甲是乙的既不充分也不必要条件
B 解析:甲等价于sin2α=1-sin2β=cos2β,则sinα=±cos β,所以由甲不能推导出sin α+cos β=0,所以甲不是乙的充分条件;由sin α+cos β=0,得sin α=-cos β,平方可得sin2α=cos2β=1-sin2β,即sin2α+sin2β=1,所以由乙可以推导出甲,则甲是乙的必要不充分条件.
判断充分、必要条件的两种方法
(1)定义法:①弄清条件p和结论q分别是什么;②尝试p⇒q,q⇒p;③根据定义进行判断.
(2)集合法:根据p,q对应的集合之间的包含(或真包含)关系进行判断.
定义法适用于推理判断性问题,集合法适用于涉及字母范围的推断问题.
考点二 充分、必要条件的探究与应用
[例1](1)(2025·临沂高三开学考试)“x>y”的一个充分条件可以是( )
A.2x-y> B.x2>y2
C.>1 D.xt2>yt2
(2)已知P={x|x2-8x-20≤0},非空集合S={x|1-m≤x≤1+m}.若x∈P是x∈S的必要条件,则m的取值范围是________.
答案:(1)D (2)[0,3] 解析:(1)由x>y,得x-y>0,所以对于选项A,2x-y>⇒2x-y>2-1⇒x-y>-1,所以x-y>-1不一定有x-y>0,故A错误;对于选项B,由x2>y2,得x2-y2>0,则(x+y)(x-y)>0,故B错误;对于选项C,>1整理得y(x-y)>0,则故C错误;对于选项D,因为xt2>yt2,则t2>0,所以x>y,成立,故D正确.
(2)由x2-8x-20≤0,得-2≤x≤10,所以P={x|-2≤x≤10},由x∈P是x∈S的必要条件,知S⊆P,所以0≤m≤3.所以当0≤m≤3时,x∈P是x∈S的必要条件,即所求m的取值范围是[0,3].
[变式探究] 若本例(2)将条件“若x∈P是x∈S的必要条件”改为“若x∈P是x∈S的必要不充分条件”,则m的取值范围是________.
答案:[0,3] 解析:由例题得,若x∈P是x∈S的必要条件,则0≤m≤3,当m=0时,S={1},不充分;当m=3时,S={x|-2≤x≤4},也不充分,故m的取值范围为[0,3].
1.充分、必要条件的探求
类型
含义
探求p成立的充分不必要条件
探求的条件⇒p;p⇒/ 探求的条件
探求p成立的必要不充分条件
探求的条件⇒/ p;p⇒探求的条件
探求p成立的充要条件
探求的条件⇒p;p⇒探求的条件
2.利用充分、必要条件求参数的两个关注点
(1)转化: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)检验:在求参数范围时,要注意边界或区间端点值的检验,从而确定取舍.
训练1 (2024·乌鲁木齐二模)使“>1”成立的一个充分不必要条件是( )
A.x>0 B.0<x<
C.0<x<1 D.0<x<2
B 解析:由>1,得>0,解得0<x<1,则选项中的x的范围组成的集合是(0,1)的真子集,由此可知,选项A,C,D均不满足,选项B满足.
考点三 全称量词与存在量词
考向1 含量词命题的否定及真假判断
[例2] (2024·新课标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
B 解析:对于p而言,取x=-1,则有|x+1|=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,综上所述,¬p和q都是真命题.
考向2 根据含量词命题的真假求参数问题
[例3] (1)若“∃x∈[-1,2],-x2+2≥a”是假命题,则实数a的取值范围是( )
A.(2,+∞) B.[2,+∞)
C.(-2,+∞) D.(-∞,-2]
(2)已知函数f(x)=x+(x∈[,1]),g(x)=2x+a(x∈[2,3]),若∀x1∈[,1],∃x2∈[2,3],f(x1)≤g(x2),则实数a的取值范围是________.
答案:(1)A (2)[,+∞) 解析:(1)若“∃x∈[-1,2],-x2+2≥a”是假命题,则“∀x∈[-1,2],-x2+2<a”是真命题,当x=0时,-x2+2取得最大值2,所以a>2.
(2)依题意知f(x)max≤g(x)max.因为f(x)=x+在[,1]上单调递减,所以f(x)max=f()=,因为g(x)=2x+a在[2,3]上单调递增,所以g(x)max=g(3)=8+a,所以≤8+a,解得a≥,故实数a的取值范围是[,+∞).
由命题真假求参数范围的策略
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.
训练2 (2025·昆明阶段练习)若命题“∀x<2,2x<a”为真命题,则实数a的取值范围为( )
A.(-∞,4] B.(-∞,4)
C.[4,+∞) D.(4,+∞)
C 解析:函数y=2x在R上单调递增,当x<2时,2x<22=4,“∀x<2,2x<a”为真命题,则a≥4,即实数a的取值范围为[4,+∞).
[课时训练(2)见P338]
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