内容正文:
第二节
常用逻辑用语
明确目标
1.理解充分条件、必要条件、充要条件的意义,能正确从集合角度理解充分条件与必要条件的判断方法.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、数学定义与充要条件的关系.
2.理解全称量词命题与存在量词命题的意义,能正确对两种命题进行否定.
01.课前·“四基”落实
02.课堂·题点精研
03.课时跟踪检测
目录
3
课前·“四基”落实
01
1.充分条件、必要条件与充要条件
(1)如果_______,则p是q的充分条件;
(2)如果_______,则p是q的必要条件;
(3)如果既有p⇒q,又有q⇒p,记作_______,则p是q的充要条件.
教材再回首
p⇒q
q⇒p
p⇔q
2.充分、必要条件与对应集合间的关系
设A={x|p(x)},B={x|q(x)},
(1)若A⊆B,则p是q的______条件,q是p的______条件.
(2)若A⫋B,则p是q的____________条件,q是p的___________条件.
(3)若A=B,则p是q的______条件.
充分
必要
充分不必要
必要不充分
充要
3.全称量词和存在量词
量词名称 常见量词 符号表示
全称量词 所有的、一切、任意一个、每一个、任给等 ______
存在量词 存在一个、至少有一个、有些、对某些等 ______
∀
∃
4.全称(存在)量词命题及含一个量词的命题的否定
名称 全称量词命题 存在量词命题
结构 对M中的任意一个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)
命题的否定与原命题的真假性相反.
典题细发掘
一、教材小题的导向训练
1.(人A必修①P22T2改编)命题“三角形是等腰三角形”是命题“三角形是等边三角形”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“三角形是等边三角形”可得到“该三角形一定是等腰三角形”,但反之不成立.
√
2.(人A必修①P23T2(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
√
3.(苏教必修①P47T10)若命题“∀x∈R,x2+1>m”是真命题,则实数m的取值范围是 ( )
A.(-∞,1] B.(-∞,1)
C.[1,+∞) D.(1,+∞)
√
4.(人A必修①P30例4(3)改编)命题“有一个偶数是素数”的否定是 .
任意一个偶数都不是素数
二、易错小题的警醒训练
1.命题“∀x∈R,∃n∈N*,使得n≤x2”的否定是( )
A.∀x∈R,∃n∈N*,使得n>x2
B.∀x∈R,∀n∈N*,使得n>x2
C.∃x∈R,∃n∈N*,使得n>x2
D.∃x∈R,∀n∈N*,使得n>x2
√
解析:含有量词的命题的否定规律是“改量词,否结论”,可知选D.
(易错点:忽视含量词命题的否定规则)
2.若“x>3”是“x>m”的必要不充分条件,则m的取值范围是 .
解析:因为“x>3”是“x>m”的必要不充分条件,所以(m,+∞)是(3,+∞)的真子集,由图可知m>3.
(易错点:混淆充分不必要与必要不充分条件与集合的关系)
(3,+∞)
课堂·题点精研
02
[例1] (1)(2024·天津高考)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:由函数y=x3单调递增可知,若a3=b3,则a=b;由函数y=3x单调递增可知,若3a=3b,则a=b.故“a3=b3”是“3a=3b”的充要条件,故选C.
√
题点一 充分、必要条件的判断
(2)已知x∈R,则“0<ln x≤”是“≤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:由0<ln x≤,得1<x≤,记为A={x|1<x≤}.由≤1⇒
≤0⇒(x-1)(x-2)≤0且x≠1,解得1<x≤2,记为B={x|1<x≤2},所以A⫋B,则“0<ln x≤”是“≤1”的充分不必要条件.
区别A是B的充分不必要条件(A⇒B且B A),与A的充分不必要条件是B(B⇒A且A B)两者的不同.
深化认知
思维建模
判断充分、必要条件的2种方法
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
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
1.(2025·重庆一模)已知集合A={x|-1≤x≤2},B={x|-a≤x≤a+1},则“a=1”是“A⊆B”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时,B={x|-1≤x≤2},此时A=B,即a=1可以推出A⊆B.若A⊆B,所以得到a≥1,所以A⊆B推不出a=1,即“a=1”是“A⊆B”的充分不必要条件.
即时训练
√
当命题可以用集合表示时,小集合推出大集合,小集合是大集合的充分不必要条件,大集合是小集合的必要不充分条件;若两集合范围一样,就是充要条件的关系.
深化认知
2.(2024·和平二模)若x∈R,下列选项中,使“x2<1”成立的一个必要不充分条件为 ( )
A.-2<x<1 B.-1<x<1
C.0<x<2 D.-1<x<0
解析:不等式x2<1等价于-1<x<1,使“x2<1”成立的一个必要不充分条件,对应的集合为A,则(-1,1)是A的真子集,由此对照各项,可知只有A项符合题意.
√
3.(2024·北京西城三模)对于无穷数列{an},定义dn=an+1-an(n=1,2,3,…),则“{an}为递增数列”是“{dn}为递增数列”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:{an}为递增数列时,有dn=an+1-an>0,不能得到{dn}为递增数列,充分性不成立;{dn}为递增数列时,不一定有dn>0,即不能得到{an}为递增数列,必要性不成立.所以“{an}为递增数列”是“{dn}为递增数列”的既不充分也不必要条件.
√
[例2] 已知集合A={x|log2 x<m},B=,若“x∈A”是“x∈B”的充分不必要条件,则实数m的取值
范围是 .
解析:由log2 x<m,得0<x<2m.所以A=(0,2m);由≤1得-1≤0,即≤0,所以≤0,解得x<4.所以B=(-∞,4).因为“x∈A”是“x∈B”的充分不必要条件,所以A⊆B且A≠B.所以2m≤4⇒m≤2.
(-∞,2]
题点二 充分、必要条件的应用
由充分、必要条件求参数范围的策略
思维建模
巧用转化
求参数 把充分、必要条件或充要条件转化为集合的包含、相等关系,然后根据集合之间的关系列出有关参数的不等式(组)求解,注意条件的等价变形
端点值
慎取舍 在求参数范围时,要注意区间端点值的检验,从而确定取舍
4.已知集合A=,或x>2},B={x|2a≤x≤a+3},若“x∈A”是“x∈B”的必要条件,则实数a的取值范围是 .
解析:因为“x∈A”是“x∈B”的必要条件,所以B⊆A.当B=∅时满足题意,即2a>a+3,所以a>3;当B≠∅时,或解得a<-4或1<a≤3.综上可得,实数a的取值范围是(-∞,
-4)∪(1,+∞).
即时训练
(-∞,-4)∪(1,+∞)
5.已知命题p:2<x<3,命题q:|2x-a|<2,若命题q是命题p的充分不必要条件,则实数a的取值范围是 .
方法引入: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.
解析:由|2x-a|<2,可得<x<,由于命题q是命题p的充分不必要条件,故命题p是命题q的充分不必要条件,故{x|2<x<3}⫋,
所以(等号不能同时成立),可得4≤a≤6,即实数a的取值范围
是[4,6].
[4,6]
[例3] (1)(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
√
题点三 全称量词与存在量词
解析:法一 对于p,由|x+1|>1,得x2+2x>0,解得x>0或x<-2,显然∀x∈R,|x+1|>1不恒成立,所以命题p为假命题,p为真命题.
对于q,由x3=x,解得x=0或x=1或x=-1,所以∃x>0使得x3=x,所以q是真命题,q是假命题.
法二 对于p,取x=-1,则有|x+1|=0<1,故p是假命题,p是真命题.对于q,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.
(2)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,+∞)
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,+∞).
√
含量词命题的解题策略
(1)要判定全称量词命题是真命题,需证明都成立;要判定存在量词命题是真命题,只要找到一个成立即可.当一个命题的真假不易判定时,可以先判断其否定的真假.
(2)由命题真假求参数的范围,一是直接由命题的真假求参数的范围;二是可利用等价命题.
思维建模
6.(2025·长春模拟)已知定义域为R的函数f(x)不是偶函数,则 ( )
A.∀x∈R,f(-x)+f(x)≠0
B.∀x∈R,f(-x)-f(x)≠0
C.∃x∈R,f(-x)+f(x)≠0
D.∃x∈R,f(-x)-f(x)≠0
解析:定义域为R的函数f(x)是偶函数⇔∀x∈R,f(-x)-f(x)=0,所以f(x)不是偶函数⇔∃x∈R,f(-x)-f(x)≠0.
√
即时训练
7.若命题“∃x∈R,x2+4x+t<0”是假命题,则实数t的最小值为 ( )
A.1 B.2
C.4 D.8
解析:因为命题“∃x∈R,x2+4x+t<0”是假命题,所以命题“∀x∈R,x2+4x+t≥0”是真命题,因此有Δ=42-4t≤0⇒t≥4,所以实数t的最小值为4,故选C.
√
8.[多选]下列四个命题是假命题的为 ( )
A.∃x∈Z使1<4x<3 B.∃x∈N使5x+1=0
C.∀x∈R,x2-1=0 D.∀x∈R,x2+x+2>0
解析:由1<4x<3,得<x<,故不存在x∈Z,使1<4x<3,故A错误;由5x+1=0,得x=,故不存在x∈N,使5x+1=0,故B错误;当x≠±1时,x2-1≠0,故C错误;由于x2+x+2=+>0,故∀x∈R,x2+x+2>0,故D正确.故选ABC.
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数智赋能:电子版随堂训练,根据课堂情况灵活选用
课时跟踪检测
03
(标 题目难度稍大,可据自身学情选做)
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一、单选题
1.(2025·遵义一模)已知命题p:∀x>1,ln x>-,则p为( )
A.∀x>1,ln x≤- B.∃x≤1,ln x<-
C.∃x≤1,ln x≤- D.∃x>1,ln x≤-
解析:由命题p:∀x>1,ln x>-可知,p为∃x>1,ln x≤-,故D正确,A、B、C错误.故选D.
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2.(2024·梅州二模)常言道:“不经历风雨,怎么见彩虹”.就此话而言,“经历风雨”是“见彩虹”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:由题意,经历风雨不一定会见彩虹,但见彩虹一定会经历风雨,所以“经历风雨”是“见彩虹”的必要不充分条件.
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3.已知命题:“∀x∈R,方程x2+4x+a=0有解”是真命题,则实数a的取值范围是 ( )
A.(-∞,4) B.(-∞,4]
C.(4,+∞) D.[4,+∞)
解析:“∀x∈R,方程x2+4x+a=0有解”是真命题,故Δ=16-4a≥0,解得a≤4.
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4.集合A={x|-1<x<2},B={x|-2<x<m},若x∈B的充分条件是x∈A,则实数m的取值范围是 ( )
A.(-1,2) B.[2,+∞)
C.(-2,2] D.(2,+∞)
解析: A={x|-1<x<2},B={x|-2<x<m},因为x∈B的充分条件是x∈A,所以A⊆B,则m≥2.
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5.(2024·商洛三模)已知a,b∈R,则“<”是“a3>b3”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<,则a>b>0,所以a3>b3,充分性成立;若a3>b3,则a>b,但<不一定成立,不满足必要性.所以“<”是“a3>b3”的充分不必要条件.
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6.已知命题p:∀x∈R,ex>1;命题q:∃x∈(0,π),sin 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=0,则ex=1,所以p是假命题,p是真命题;对于q而言,x∈(0,π),则sin x∈(0,1],∈(0,1),所以q是真命题,q是假命题.综上,p和q都是真命题.
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7.已知f(x)=-3,则f(x)<5的一个必要不充分条件是( )
A.x>-4 B.x>-3
C.x<-2 D.x<-3
解析:由不等式f(x)<5,可得-3<5,即<8,解得x>-3,结合选项,可得f(x)<5的一个必要不充分条件为x>-4.
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8.已知函数f(x)=cos(x+φ),则“f(0)=0”是“f(x)为奇函数”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
17
解析:由题意可知,f(x)的定义域为R,若f(0)=cos φ=0,可得φ=+kπ,k∈Z.若k为偶数,则f(x)=cos=cos=
-sin x(k∈Z)为奇函数;若k为奇数,则f(x)=cos=
-cos=sin x(k∈Z)为奇函数,即充分性成立;若f(x)为奇函数,则f(0)=0,即必要性成立.综上所述,“f(0)=0”是“f(x)为奇函数”的充要条件.
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9.若命题“∃x∈(0,+∞),使得ax>x2+4成立”是假命题,则实数a的取值范围是( )
A.(4,+∞) B.(-∞,4)
C.[4,+∞) D.(-∞,4]
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解析:命题“∃x∈(0,+∞),使得ax>x2+4成立”的否定为“∀x∈(0,+∞),ax≤x2+4”,依题意,命题“∀x∈(0,+∞),ax≤x2+4”为真命题,
存在量词命题为假等价于其否命题对应的全称量词命题为真;
当x∈(0,+∞)时,ax≤x2+4⇔a≤x+,
分离参数,利用基本不等式求解
而x+≥2=4,当且仅当x=,即x=2时取等号.因此a≤4,
即实数a的取值范围是(-∞,4].
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10.(2025·门头沟一模)设a>0,b>0,则“lg(a+b)>0”是“lg(ab)>0”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:充分性:若a>0,b>0,由lg(a+b)>0,取a=3,b=,但是lg(ab)=0,充分性不成立;必要性:由lg(ab)>0,得ab>1,又a>0,b>0,则a,b中至少有一个大于1,若都小于或等于1,根据不等式的性质知,其乘积也小于或等于1,与乘积大于1矛盾,则a+b>1,故lg(a+b)>0,必要性成立,所以lg(a+b)>0是lg(ab)>0的必要不充分条件.
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二、多选题
11.命题“∃x∈[1,2],x2≤a”为真命题的一个充分不必要条件是( )
A.a≥1 B.a≥4
C.a≥-2 D.a=4
解析:命题“∃x∈[1,2],x2≤a”是真命题等价于a≥1,即命题“∃x∈[1,2],x2≤a”为真命题所对应的a的取值范围为[1,+∞),显然[4,+∞)⫋[1,+∞),{4}⫋[1,+∞),故选BD.
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习得方略:“∃x∈M,a>f(x)(或a<f(x))”为真命题,实质上就是不等式能成立,通常转化为求函数f(x)的最小值(或最大值),即a>f(x)min(或a<f(x)max).
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12.下列命题为真命题的是 ( )
A.∃x∈R,sin x= B.∃x∈R,ln x=-1
C.∀x∈R,x2>0 D.∀x∈R,3x>0
解析:对于A,x=时,sin x=,故A正确;对于B,当x=时,ln x=ln =-1,故B正确;对于C,当x=0时,x2=0,故C错误;对于D,因为y=3x的值域为(0,+∞),故D正确.
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13.下列说法正确的有 ( )
A.命题p:∃x∈R,x2+2x+2<0,则命题p的否定是∀x∈R,x2+2x+2≥0
B.“>”是“x<y”的必要不充分条件
C.对于实数x,“x≠5”是“|x-3|≠2”的必要不充分条件
D.“m<0”是“关于x的方程x2-2x+m=0有一正一负根”的充要条件
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解析:对于A,命题p的否定是∀x∈R,x2+2x+2≥0,故A正确;对于B,由>可知有两种情况,①xy>0且y>x;②y<0<x,故>不能推出x<y,由x<y也不能推出>,所以“>”是“x<y”的既不充分也不必要条件,故B错误;因为|x-3|≠2,等价于x≠5或x≠1,故C正确;对于D,关于x的方程x2-2x+m=0有一正一负根,则解得m<0.所以“m<0”是“关于x的方程x2-2x+m=0有一正一负根”的充要条件,故D正确.
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三、填空题
14.(2024·潍坊二模)已知命题p:∃x∈[-1,1],x2>a,则p为 .
解析:由存在量词命题的否定为全称量词命题可得p为∀x∈[-1,1],x2≤a.
∀x∈[-1,1],x2≤a
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15.(2025·沈阳质量检测)“sin x=1”的一个充分不必要条件是 .
解析:当x=时,sin x=1,由sin x=1可得x=+2kπ,k∈Z,故“sin x=1”的一个充分不必要条件是“x=”.
x=(答案不唯一)
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16.已知集合A={x|1<2x<8,x∈R},B={x|m+1<x<3,x∈R},若x∈B成立的一个充分不必要条件是x∈A,则实数m的取值范围是 .
解析:A={x|1<2x<8}={x|20<2x<23}={x|0<x<3},
转化为同底数幂形式,利用指数函数的单调性进行等价转化
若x∈B成立的一个充分不必要条件是x∈A,则集合A是集合B的真子集,所以m+1<0,
注意集合间的关系,得出的是m+1<0,切忌写为m+1≤0或m+1>0
解得m<-1,所以实数m的取值范围是(-∞,-1).
(-∞,-1)
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
2
3
4
16
17.已知p:≤2;q:x2-2x+1-m2≤0(m>0),若p是q的必要不充分条件,则实数m的取值范围是 .
解析:≤2⇔|x-4|≤6⇔-2≤x≤10,于是得命题p:x∈[-2,10].当m>0时,x2-2x+1-m2≤0⇔1-m≤x≤1+m,于是得命题q:x∈[1-m,1+m].因为p是q的必要不充分条件,即p是q的充分不必要条件,因此[-2,10]⫋[1-m,1+m],则有或解得m≥9.
[9,+∞)
17
$$