内容正文:
第一章 集合与常用逻辑用语
1.5 全称量词与存在量词
1.5.2 全称量词命题和存在量词命题的否定
知识对点练
40分钟综合练
目录
知识对点练
知识点一 全称量词命题的否定
1.命题“实数都有算术平方根”的否定是____________________________.
解析:省略了全称量词“所有”,命题的否定是“存在一个实数没有算术平方根”.
存在一个实数没有算术平方根
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2.写出下列全称量词命题的否定:
(1)所有的长方形都是四边形;
(2)任意实数x都是方程5x-12=0的根;
(3)对任意实数x,x2+1≥0.
解:(1)命题的否定:存在一个长方形不是四边形.
(2)命题的否定:存在实数x不是方程5x-12=0的根.
(3)命题的否定:存在实数x,使得x2+1<0.
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3.写出下列全称量词命题p的否定,并判断其真假.
(1)p:所有矩形的对角线相等;
(2)p:不论m取什么实数,x2+x-m=0必有实数根;
(3)p:∀a,b∈R,方程ax=b都有唯一解.
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知识点二 存在量词命题的否定
4.写出下列存在量词命题p的否定,并判断其真假.
(1)p:∃x>1,x2-2x-3=0;
(2)p:有些自然数是奇数;
(3)p:有些平行四边形不是矩形.
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知识点三 利用全称量词命题的否定、存在量词命题的否定求参数的取值范围
6.已知命题p:∀1≤x≤2,x≤a+1,命题q:∃1≤x≤2,一次函数y=x+a的图象在x轴下方.
(1)若命题p的否定为真命题,求实数a的取值范围;
(2)若命题p为真命题,命题q的否定也为真命题,求实数a的取值范围.
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解:(1)命题p的否定为∃1≤x≤2,x>a+1,
∵命题p的否定为真命题,∴a+1<2,
∴a<1,即实数a的取值范围为{a|a<1}.
(2)若命题p为真命题,则a+1≥2,即a≥1.
∵命题q的否定为真命题,
∴“∀1≤x≤2,一次函数y=x+a的图象在x轴或x轴上方”为真命题.
∴1+a≥0,即a≥-1,
∴实数a的取值范围为{a|a≥1}.
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一、单项选择题
1.命题“∃x<0,x2-3x+1≥0”的否定是( )
A.∃x<0,x2-3x+1<0
B.∃x≥0,x2-3x+1<0
C.∀x<0,x2-3x+1<0
D.∀x≥0,x2-3x+1<0
解析:命题“∃x<0,x2-3x+1≥0”的否定是“∀x<0,x2-3x+1<0”.故选C.
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2.命题“方程x2-x-2=0有正根”的否定是( )
A.∃x>0,x2-x-2≠0
B.∀x>0,x2-x-2≠0
C.∃x<0,x2-x-2=0
D.∀x<0,x2-x-2=0
解析:原命题即“∃x>0,x2-x-2=0”,其否定为“∀x>0,x2-x-2≠0”.故选B.
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4.十七世纪,数学家费马提出猜想:“对任意正整数n>2,关于x,y,z的方程xn+yn=zn没有正整数解”,经历三百多年,1995年数学家安德鲁怀尔斯给出了证明,使它终成费马大定理,则费马大定理的否定为( )
A.对任意正整数n>2,关于x,y,z的方程xn+yn=zn都没有正整数解
B.对任意正整数n>2,关于x,y,z的方程xn+yn=zn至少存在一组正整数解
C.存在正整数n≤2,关于x,y,z的方程xn+yn=zn至少存在一组正整数解
D.存在正整数n>2,关于x,y,z的方程xn+yn=zn至少存在一组正整数解
解析:“对任意正整数n>2,关于x,y,z的方程xn+yn=zn没有正整数解”的否定为“存在正整数n>2,关于x,y,z的方程xn+yn=zn至少存在一组正整数解”.故选D.
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6.下列命题的否定为假命题的是( )
A.∃x∈Z,1<4x<3 B.∃x∈Z,5x+1=0
C.∀x∈R,x2-1=0 D.∀x∈R,x2+x+2>0
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8.已知命题p:∃x∈{x|-3≤x≤2},x∉{x|a-4≤x≤a+5},且綈p是真命题,则实数a的取值范围是( )
A.{a|-3≤a≤1} B.{a|-5≤a≤0}
C.{a|2≤a≤4} D.{a|0≤a≤3}
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11.命题p:“∃x∈{x|1≤x≤2},x2-a>0”的否定为真命题的一个充分不必要条件是( )
A.a>4 B.a≤4
C.a≥5 D.a<5
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三、填空题
12.命题“任意x∈R,|x-2|+|x-4|>3”的否定是________________________.
存在x∈R,|x-2|+|x-4|≤3
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13.已知p(x):x2+2x-m>0,如果p(1)是假命题,p(2)是真命题,则实数m的取值范围是____________.
{m|3≤m<8}
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14.若命题“∃x∈R,(c-2)x+1≤0”为假命题,则实数c的取值集合是_____.
解析:因为命题“∃x∈R,(c-2)x+1≤0”为假命题,所以该命题的否定“∀x∈R,(c-2)x+1>0”为真命题,故c-2=0,即c=2.
{2}
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解析:因为命题“∃m∈R,A∩B≠∅”为假命题,所以命题“∀m∈R,A∩B=∅”为真命题,因为集合A={x|0≤x≤a},当a<0时,集合A=∅,符合A∩B=∅;当a≥0时,因为m2+2≥2,所以由∀m∈R,A∩B=∅,可得m2+2>a对任意m∈R恒成立,所以0≤a<2.综上所述,实数a的取值范围为{a|a<2}.
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16.[多选]若集合A={x|x-1>2},B={x|x<-1,或x>2},则下列命题的否定为假命题的是( )
A.∀x∈B,x∈A B.∃x∈B,x∉A
C.∃x∈A,x∉B D.∀x∈A,x∈B
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解析:因为A={x|x>3},B={x|x<-1,或x>2},所以A⊆B.对于A,原命题的否定为“∃x∈B,x∉A”,当x<-1时,满足x∈B,x∉A,即原命题的否定为真命题,故A不符合题意;对于B,原命题的否定为“∀x∈B,x∈A”,当x<-1时,x∈B,x∉A,即原命题的否定为假命题,故B符合题意;对于C,原命题的否定为“∀x∈A,x∈B”,因为A⊆B,所以原命题的否定为真命题,故C不符合题意;对于D,原命题的否定为“∃x∈A,x∉B”,因为A⊆B,所以原命题的否定为假命题,故D符合题意.故选BD.
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17.若“∃x∈R,x2+2x+2=m”的否定是假命题,则实数m的取值范围是________.
解析:因为“∃x∈R,x2+2x+2=m”的否定是假命题,所以“∃x∈R,x2+2x+2=m”是真命题,因此关于x的方程x2+2x+2-m=0有实根,所以Δ=22-4×1×(2-m)≥0,解得m≥1.
{m|m≥1}
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19.设全集为R,集合A={x|a-1<x<2a},B={x|2<x≤5}.
(1)在①A∩B=∅;②A∪B=B;③A∩B=B这三个条件中任选一个作为条件,并求在该条件下实数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)
(2)命题p:∀x∈A,y∈B均有x≠y,若綈p为真命题,求实数a的取值范围.
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R
解:(1)綈p:有的矩形的对角线不相等.假命题.
(2)綈p:存在实数m,使x2+x-m=0没有实数根.真命题.
(3)綈p:∃a,b∈R,使方程ax=b的解不唯一或不存在.真命题.
解:(1)綈p:∀x>1,x2-2x-3≠0.假命题.
(2)綈p:所有的自然数都不是奇数.假命题.
(3)綈p:所有的平行四边形都是矩形.假命题.
5.写出下列存在量词命题的否定,并判断其真假.
(1)有些实数的绝对值是正数;
(2)某些平行四边形是菱形;
(3)∃x,y∈Z,eq \r(2)x+y=3.
解:(1)命题的否定:“所有实数的绝对值都不是正数”.它为假命题.
(2)命题的否定:“每一个平行四边形都不是菱形”.由于菱形是平行四边形,因此命题的否定是假命题.
(3)命题的否定:“∀x,y∈Z,eq \r(2)x+y≠3”.当x=0,y=3时,eq \r(2)x+y=3,因此命题的否定是假命题.
3.若命题“∃x∉A,使eq \r(2)x∉B”为假命题,则下列命题一定为真命题的是( )
A.∀x∉A,都有eq \r(2)x∉B
B.∀x∈A,都有eq \r(2)x∉B
C.∀x∉A,都有eq \r(2)x∈B
D.∀x∈A,都有eq \r(2)x∈B
解析:因为命题“∃x∉A,使eq \r(2)x∉B”为假命题,所以其否定为真命题,即“∀x∉A,都有eq \r(2)x∈B”为真命题.故选C.
5.对下列命题的否定,说法错误的是( )
A.p:任何一个实数乘以0都等于0;綈p:存在一个实数乘以0不等于0
B.p:有些矩形是正方形;綈p:所有的矩形都不是正方形
C.p:有的三角形为正三角形;綈p:所有的三角形不都是正三角形
D.p:∃n∈N,2n≤100;綈p:∀n∈N,2n>100
解析:C中綈p:所有的三角形都不是正三角形,故C错误.
解析:如果命题的否定为假命题,那么该命题为真命题.对于A,由1<4x<3,得eq \f(1,4)<x<eq \f(3,4),这样的整数x不存在,故A为假命题,其否定为真命题,故A不符合题意;对于B,由5x+1=0,得x=-eq \f(1,5)∉Z,故B为假命题,其否定为真命题,故B不符合题意;对于C,由x2-1=0,得x=±1,故C为假命题,其否定为真命题,故C不符合题意;对于D,对任意实数x,都有x2+x+2=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(1,2)))eq \s\up12(2)+eq \f(7,4)>0,故D为真命题,其否定为假命题,D符合题意.故选D.
7.已知命题p:∀x∈R,x2≠-x-1,命题q:∃x≥-1,x3+x2<0,则( )
A.綈p为真命题
B.綈q为假命题
C.綈p为假命题,綈q为真命题
D.綈p和綈q均为假命题
解析:綈p:∃x∈R,x2=-x-1,由x2+x+1=0,Δ=1-4=-3<0,可知方程无解,故綈p为假命题;綈q:∀x≥-1,x3+x2≥0,因为x≥-1,所以x3+x2=x2(1+x)≥0,即綈q为真命题.故选C.
解析:因为綈p:∀x∈{x|-3≤x≤2},x∈{x|a-4≤x≤a+5},且綈p是真命题,所以{x|-3≤x≤2}⊆{x|a-4≤x≤a+5},则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a-4≤-3,,a+5≥2,))解得-3≤a≤1,即实数a的取值范围是{a|-3≤a≤1}.
二、多项选择题
9.已知命题p:∀x∈R,x+2≤0,则下列说法正确的是( )
A.p是真命题
B.綈p:∀x∈R,x+2>0
C.綈p是真命题
D.綈p:∃x∈R,x+2>0
解析:当x=0时,x+2≤0不成立,故p是假命题,故A错误;由全称量词命题的否定可知,p:∀x∈R,x+2≤0的否定为綈p:∃x∈R,x+2>0,故B错误,D正确;綈p是真命题,故C正确.故选CD.
10.下列命题的否定为假命题的是( )
A.对任意的x∈R,x2-x+eq \f(1,4)≥0
B.所有的正方形都是矩形
C.∃x∈R,x2+2x+2≤0
D.至少有一个实数x,使x3+1=0
解析:对于A,命题的否定为“存在x∈R,x2-x+eq \f(1,4)<0”,由于x2-x+eq \f(1,4)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(1,2)))eq \s\up12(2)≥0,故是假命题,所以A符合题意;对于B,命题的否定为“至少存在一个正方形不是矩形”是假命题,所以B符合题意;对于C,命题的否定为“∀x∈R,x2+2x+2>0”,因为x2+2x+2=(x+1)2+1>0,所以是真命题,所以C不符合题意;对于D,命题的否定为“对任意的x∈R,x3+1≠0”,因为当x=-1时,x3+1=0,所以是假命题,所以D符合题意.故选ABD.
解析:由题意可知,綈p:“∀x∈{x|1≤x≤2},x2-a≤0”为真命题,即∀x∈{x|1≤x≤2},a≥x2恒成立,则a≥4,故其充分不必要条件即为集合{a|a≥4}的真子集,由选项可知A,C符合题意.故选AC.
解析:改变量词:“任意x∈R”改为“存在x∈R”,否定结论:“|x-2|+|x-4|>3”的否定为“|x-2|+|x-4|≤3”.故题中命题的否定为“存在x∈R,|x-2|+|x-4|≤3”.
解析:∵p(1)是假命题,p(2)是真命题,∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(3-m≤0,,8-m>0,))解得3≤m<8.
15.已知集合A={x|0≤x≤a},B={x|m2+2≤x≤m2+4},如果命题“∃m∈R,A∩B≠∅”为假命题,则实数a的取值范围为( )
A.{a|a<-1} B.{a|a<2} C.eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(a\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(1<a<\f(5,2)))))
D.{a|a>6}
18.已知命题p:∀1≤x≤2,x2+x-a≥0,命题q:∃x∈R,x2+2ax+2a+a2=0.
(1)若綈p为真命题,求实数a的取值范围;
(2)若p和綈q均为真命题,求实数a的取值范围.
解:(1)由题意,得綈p:∃1≤x≤2,x2+x-a<0,
当綈p为真命题时,(x2+x-a)min<0,
当1≤x≤2时,二次函数y=x2+x-a的图象开口向上,对称轴为直线x=-eq \f(1,2),
故当x=1时,函数取得最小值,
即(x2+x-a)min=2-a<0,解得a>2,
故实数a的取值范围是{a|a>2}.
(2)由(1)知,p为真命题时,a≤2.
q为真命题时,Δ=4a2-4(2a+a2)≥0,
解得a≤0,所以綈q为真命题时,a>0.
所以由eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a≤2,,a>0,))解得0<a≤2,
即实数a的取值范围为{a|0<a≤2}.
解:(1)若选①,因为A={x|a-1<x<2a},B={x|2<x≤5}.
当A=∅时,a-1≥2a,即a≤-1,此时满足A∩B=∅;
当A≠∅时,由A∩B=∅,可得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a-1<2a,,2a≤2))或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a-1<2a,,a-1≥5,))
解得-1<a≤1或a≥6.
综上所述,实数a的取值范围为{a|a≤1,或a≥6}.
若选②,因为A∪B=B,所以A⊆B,
又A={x|a-1<x<2a},B={x|2<x≤5},
当A=∅时,a-1≥2a,即a≤-1,此时满足A∪B=B;
当A≠∅时,由A⊆B,可得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a-1<2a,,a-1≥2,,2a≤5,))
化简可得方程组无解.
综上所述,实数a的取值范围为{a|a≤-1}.
若选③,因为A∩B=B,所以B⊆A,
又A={x|a-1<x<2a},B={x|2<x≤5},
所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a-1<2a,,a-1≤2,,2a>5,))解得eq \f(5,2)<a≤3.
所以实数a的取值范围为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(a\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(\f(5,2)<a≤3)))).
(2)若綈p为真命题,即∃x∈A,y∈B,使得x=y成立,
则A∩B≠∅,
根据(1)①知,当A∩B=∅时,实数a的取值范围为{a|a≤1,或a≥6},
所以当A∩B≠∅时,实数a的取值范围为{a|1<a<6}.
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