内容正文:
§ 2 常用逻辑用语
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
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第一章 预备知识
数学·必修第一册
课堂 互动学案
随堂 步步夯实
02
03
课后 素养提升
04
课前 预习学案
01
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第一章 预备知识
数学·必修第一册
课程标准
素养解读
1.了解命题的概念,能判断真假
2.通过已知的数学实例,理解全称量词与存在量词的意义
用全称量词、存在量词梳理、表达学过的相应数学内容,重点提升数学抽象、逻辑推理素养
[情境引入]
在某个城市中有一位理发师,他的广告词是这样写的:“本人的理发技艺十分高超,誉满全城.我将为本城所有不给自己刮脸的人刮脸,我也只给这些人刮脸.我对各位表示热诚欢迎!”来找他刮脸的人络绎不绝,自然都是那些不给自己刮脸的人.可是,有一天,这位理发师从镜子里看见自己的胡子长了,他本能地抓起了剃刀,他们说他能不能给他自己刮脸呢?如果他不给自己刮脸,他就属于“不给自己刮脸的人”,他就要给自己刮脸,而如果他给自己刮脸呢?他又属于“给自己刮脸的人”,他就不该给自己刮脸.
这就是著名的“罗素理发师悖论”问题.
(1)文中理发师说:“我将给所有的不给自己刮脸的人刮脸”.对“所有的”这一词语,你还能用其他词语代替吗?
提示:任意一个,全部,每个.
(2)上述词语都有什么含义?
提示:表示某个范围的整体或全部.
[知识梳理]
[知识点一] 全称量词命题
1.全称量词命题的定义
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.
2.全称量词
定义
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
符号表示
用符号“∀”表示,读作“对任意的”
[知识点二] 存在量词命题
1.存在量词命题的定义
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.
2.存在量词
定义
在命题中,诸如“有些”“有一个”“存在”这样的词叫作存在量词
符号表示
用符号“∃”表示,读作“存在”
1.如何判断一个命题是全称量词命题还是存在量词命题?
提示:判断一个命题是不是全称(存在)量词命题,关键看该命题是否含有全称(存在)量词,如果含有,直接判断,否则看该命题是不是省去全称(存在)量词的命题,如果是,可以把全称(存在)量词补充出来,看是否能讲通.
[知识点三] 全称量词命题与存在量词命题的表示方法
1.定义和表示方法
全称量词命题
存在量词命题
定义
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.
表示
全称量词命题“对M中任意一个x,p(x)成立”可用符号简记为: ∀x∈M,p(x) .
存在量词命题“存在M中的元素x.p(x)成立”可用符号简记为: ∃x∈M,p(x).
2.本质:全称量词的含义是“任意性”,存在量词的含义是“存在性”.
3.应用:全称量词、存在量词是数学和日常生活中使用频率很高的一种逻辑用语,数学中存在大量的全称量词命题和存在量词命题.
2.全称量词命题中的“x,M与p(x)”表达的含义分别是什么?
提示:元素x可以表示实数、方程、函数、不等式,也可以表示几何图形,相应的集合M是这些元素的某一特定的范围,p(x)表示集合M的所有元素满足的性质,也可以用q(x),r(x)等符号表示.
[预习自测]
1.将“x2+y2≥2xy对任意实数x恒成立”改写成符号形式为( )
A.∀x,y∈R,x2+y2≥2xy
B.∃x,y∈R,x2+y2≥2xy
C.∀x>0,y>0,x2+y2≥2xy
D.∃x<0,y<0,x2+y2≥2xy
答案:A
2.下列命题中,不是全称量词命题的是( )
A.任何一个实数乘以0都等于0
B.任意一个负数都比零小
C.每一个正方形都是矩形
D.一定存在没有最大值的二次函数
解析:D [D选项是存在量词命题.]
3.给出下列命题:
①∀x∈R,x2>0;
②∃x∈R,x2+x+1≤0;
③∃a∈∁RQ,b∈∁RQ,使得a+b∈Q.
其中真命题的个数为 ________ .
解析:①当x=0时,x2=0,是假命题.
②x2+x+1=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(1,2)))2+eq \f(3,4)≥eq \f(3,4)>0,是假命题.
③当a=2-eq \r(2),b=3+eq \r(2)时,a+b=5,是真命题.
答案:1
全称量词命题与存在量词命题的识别
[例1] 判断下列语句是全称量词命题,还是存在量词命题:
(1)凸多边形的外角和等于360°;
(2)有的平行四边形是菱形;
(3)有一个数是素数也是合数;
(4)菱形的对角线相互垂直.
[思路点拨] 依据全称量词命题与存在量词的概念判断.
解:(2)(3)含有存在量词“有的”“有一个”为存在量词命题,(1)(4)是省略了全称量词的全称量词命题.
判断一个语句是全称量词命题还是存在量词命题的思路
[提醒] 全称量词命题可能省略全称量词,存在量词命题的存在量词一般不能省略.
[变式训练]
1.用量词符号“∀”或“∃”表述下列命题:
(1)不等式x2+x+1>0恒成立;
(2)当x为有理数时,eq \f(1,3)x2+eq \f(1,2)x+1也是有理数;
(3)对所有实数a,b,方程ax+b=0恰有一个解;
(4)有些整数既能被2整除,又能被3整除.
解:(1)∀x∈R,x2+x+1>0.
(2)∀x∈Q,eq \f(1,3)x2+eq \f(1,2)x+1是有理数.
(3)∀a,b∈R,方程ax+b=0恰有一解.
(4)∃x∈Z,x既能被2整除,又能被3整除.
全称量词命题、存在量词命题的真假判断
[例2] 判断下列命题的真假:
(1)∃x∈Z,x3<1;
(2)存在一个四边形不是平行四边形;
(3)在平面直角坐标系中,任意有序实数对(x,y)都对应一点P;
(4)∀x∈N,x2>0.
[思路点拨] 依命题真假的判断方法作出结论.
[解] (1)因为-1∈Z,且(-1)3=-1<1,
所以“∃x∈Z,x3<1”是真命题.
(2)真命题,如梯形.
(3)由有序实数对与平面直角坐标系中的点的对应关系知,它是真命题.
(4)因为0∈N,02=0,所以命题“∀x∈N,x2>0”是假命题.
全称量词命题与存在量词
命题的真假判断的技巧
(1)要判定一个全称量词命题是真命题,必须对限定集合M中的每个元素x验证p(x)成立;但要判定全称量词命题是假命题,只要能举出集合M中的一个x,使得p(x)不成立即可.
(2)要判定一个存在量词命题是真命题,只要在限定集合M中,能找到一个x使p(x)成立即可;否则,这个存在量词命题就是假命题.
[变式训练]
2.用符号“∀”与“∃”表示下面含有量词的命题并判断其真假:
(1)自然数的平方大于零;
(2)存在一对整数x,y,使2x+4y=3;
(3)存在一个无理数,它的立方有理数.
解:(1)∀x∈N,x2>0,因为0也是自然数,0的平方是0.所以,全称量词命题“自然数的平方大于零”是假命题.
(2)∃x,y∈Z,2x+4y=3.由2x+4y=3,得x0+2y=eq \f(3,2),若x,y∈Z,则x+2y也是整数,不可能等于eq \f(3,2),所以,存在量词命题“存在一对整数x,y,使2x+4y=3”是假命题.
(3)∃x∈{无理数},x3∈Q,eq \r(3,3)是无理数,(eq \r(3,3))3=3是有理数.
所以,存在量词命题“存在一个无理数,它的立方是有理数”是真命题.
全称量词命题、存在量词命题的应用
[例3] (1)已知集合A={x|1≤x≤2},若命题“∀x∈A,一次函数y=x+m的图象在x轴上方”是真命题,则实数m的取值范围是 ________ .
(2)若命题“∃x∈R,使得方程ax2+2x-1=0成立”是真命题,求实数a的取值范围.
[思路点拨] (1)∀x∈A={x|1≤x≤2}在一次函数y=x+m的图象,在x轴的上方,则1+m>0.
(2)由题意,分a=0和a≠0两种情况讨论.
(1)[解析] 当1≤x≤2时,1+m≤x+m≤2+m,因为一次函数y=x+m的图象在x轴上方,所以1+m>0,即m>-1,所以实数m的取值范围是{m|m>-1}.
[答案] {m|m>-1}
(2)[解] 由题意得,关于x的方程ax2+2x-1=0有实数根,当a=0时,方程为2x-1=0,显然有实数根,满足题意;当a≠0时,Δ=4+4a≥0,解得a≥-1,且a≠0.综上知,实数a的取值范围是{a|a≥-1}.
利用含量词的命题的真假求参数的取值范围
(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,可借助根的判别式等知识解决.
[变式训练]
3.(1)已知对任意的x∈{x|1≤x≤3},都有m≥x,求实数m的取值范围;
(2)已知存在实数x∈{x|1≤x≤3},使m≥x,求实数m的取值范围.
解:(1)由于对任意的x∈{x|1≤x≤3}都有m≥x,故只需m大于或等于x的最大值,即m≥3.
(2)由于存在实数x∈{x|1≤x≤3},使m≥x,故只需m大于或等于x的最小值,即m≥1.
1.下列命题是全称量词命题的个数是( )
①任何实数都有平方根;②所有素数都是奇数;③有些一元二次方程无实数根;④三角形的内角和是180°.
A.0 B.1 C.2 D.3
解析:D [①②④是全称量词命题.]
2.下列命题中是全称量词命题并且是真命题的是( )
A.∃x>1,x2-2x-3=0
B.若2x为偶数,则x∈N
C.所有菱形的四条边都相等
D.π是无理数
解析:C [对于A,是存在量词命题,故A不正确;对于B,是真命题,但不是全称量词命题,故B不正确;对于C,是全称量词命题,也是真命题,故C正确;对于D,是真命题,但不是全称量词命题,故D不正确.]
3.下列存在量词命题是真命题的序号是 ______ .
①有些不相似的三角形面积相等;
②存在实数x,使x2+2<0;
③存在实数a,使函数y=ax+b的值随x的增大而增大;
④有一个实数的倒数是它本身.
解析:①为真命题,只要找出等底等高的两个三角形,面积就相等,但不一定相似;②中对任意x∈R,x2+2>0,所以不存在实数x,使x2+2<0.为假命题;③中当实数a大于0时,结论成立,为真命题;④中如1的倒数是它本身,为真命题.故真命题的序号是①③④.
答案:①③④
4.已知命题“∃x∈R,2x2+(a-1)x+eq \f(1,2)≤0”是假命题,则实数a的取值范围是 ________ .
解析:由题意可得“对∀x∈R,2x2+(a-1)x+eq \f(1,2)>0恒成立”是真命题,令Δ=(a-1)2-4<0,得-1<a<3.
答案:{a|-1<a<3}
5.是否存在整数m,使得命题“∀x≥-eq \f(1,4),-5<3-4m<x+1”是真命题?若存在,求出m的值;若不存在,请说明理由.
解:假设存在整数m,使得命题“∀x≥-eq \f(1,4),-5<3-4m<x+1”是真命题.
因为当x≥-eq \f(1,4)时,x+1≥eq \f(3,4),
所以-5<3-4m<eq \f(3,4),解得eq \f(9,16)<m<2.
又m为整数,所以m=1,
故存在整数m=1,使得命题“∀x≥-eq \f(1,4),-5<3-4m<x+1”是真命题.
$$