内容正文:
第2讲 常用逻辑用语
复习目标
1.理解必要条件、充分条件与充要条件的意义.
2.通过生活和数学中的丰富实例,理解全称量词与存在量词的意义.
3.能正确地对含有一个量词的命题进行否定.
教材梳理 夯基础
主干知识
知识点1 充分条件、必要条件与充要条件
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
pq且qp
[注意点]在判断充分、必要条件时,小范围可以推大范围,大范围不可以推小范围,如x>2(小范围)⇒x>1(大范围),x>1(大范围)x>2(小范围).
知识点2 全称量词和存在量词
(1)全称量词: 所有的、任意一个等,用符号“∀”表示.
(2)存在量词: 存在一个、至少有一个等,用符号“∃”表示.
(3)含有全称量词的命题,叫做全称量词命题.“对M中任意一个x,p(x)成立”可用符号简记为∀x∈M,p(x).
(4)含有存在量词的命题,叫做存在量词命题.“存在M中的元素x,p(x)成立”可用符号简记为∃x∈M,p(x).
知识点3 含有一个量词的命题的否定
命题
命题的否定
∀x∈M,p(x)
∃x∈M, ¬p(x)
∃x∈M,p(x)
∀x∈M,¬p(x)
常用结论
1.若p以集合A的形式出现,q以集合B的形式出现,即p: A={x|p(x)},q: B={x|q(x)},则
(1)若A⊆B,则p是q的充分条件;
(2)若B⊆A,则p是q的必要条件;
(3)若A⫋B,则p是q的充分不必要条件;
(4)若B⫋A,则p是q的必要不充分条件;
(5)若A=B,则p是q的充要条件.
2.含有一个量词的命题的否定规律是“改量词,否结论”.
3.命题p和¬p的真假性相反,若判断一个命题的真假有困难时,可判断此命题的否定的真假.
基础自测
类型
回源教材
澄清盲点
结论应用
题号
2
1
3,4
1.(易错辨析)正确的画“√”,错误的画“×”.
(1)至少有一个三角形的内角和为π是全称量词命题.( × )
【解析】(1)错误,至少有一个三角形的内角和为π是存在量词命题.
(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)已知p: x>1和q: x≥1,则p是q的充分不必要条件.( √ )
2.(必修第一册P18例1变条件)已知a∈R,则“a>1”是“a2>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】选A.由不等式的性质,当a>1时,一定有a2>1;
当a2>1时,有a>1或a<-1,不能得到a>1.
则“a>1”是“a2>1”的充分不必要条件.
3.(2024·新高考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】选B.由x=0时p不成立知p是假命题,由x=1时q成立知q是真命题,所以B选项正确.
4.关于x的一元二次方程x2+x+m=0有实数解的一个必要不充分条件是( )
A.m< B.m≤
C.m<- D.m<
【解析】选A.因为一元二次方程x2+x+m=0有实根,所以Δ=1-4m≥0,解得m≤.又(-∞,]是(-∞,)的真子集,所以“(-∞,)”是“(-∞,]”的必要不充分条件.
考点突破 强技能
考点一 充分、必要条件的判定
【例1】(1)(2025·天津模拟)设x∈R,则“1<x<2”是“|x-2|<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】选A.由|x-2|<1可得-1<x-2<1,解得1<x<3,所以由1<x<2推得出|x-2|<1,故充分性成立;
由|x-2|<1推不出1<x<2,故必要性不成立,所以“1<x<2”是“|x-2|<1”的充分不必要条件.
(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】选C.因为xy≠0,x+y=0,所以y=-x≠0,所以+=-2;令=t,则t+=-2,化为t2+2t+1=0,解得t=-1,即=-1.故“x+y=0”是“+=-2”的充要条件.
解题技法
判断充分条件、必要条件的三种方法
定义
法
直接判断“若p,则q”“若q,则p”的真假.在判断时,确定条件是什么、结论是什么
集合
法
利用集合中包含思想判定的特点,抓住“以小推大”的技巧,即小范围推得大范围,即可解决充分性、必要性问题
等价
转化
法
对于带有否定性词语的命题,要判断p是q的什么条件,只需判断¬q是¬p的什么条件
[提醒]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.
【训练1】(1)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
【解析】选B.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.
(2)明罗贯中《三国演义》第49回“欲破曹公,宜用火攻;万事倶备,只欠东风”,比喻一切都准备好了,只差最后一个重要的条件.你认为“东风”是“赤壁之战东吴打败曹操”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】选B.“东风”是“赤壁之战东吴打败曹操”的必要条件,但不是充分条件.
考点二 充分、必要条件的应用
【例2】(1)(2025·济南模拟)已知p: 1<2x<4,q: x2-ax-1<0,若p是q的充分不必要条件,则( )
A.a≥ B.0<a≤
C.a>2 D.0<a≤2
【解析】选A.命题p: 1<2x<4,即p: 0<x<2,因为p是q的充分不必要条件,显然当x=0时满足q: x2-ax-1<0,
所以当0<x<2时,x2-ax-1<0恒成立,
则a>x-在0<x<2上恒成立,
又函数f(x)=x-在(0,2)上单调递增,且f(2)=,所以a≥.
(2)(金榜原创·易错对对碰)
①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__________.
【解析】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,则所以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].
答案: [0,3]
②已知P={x|x2-8x-20≤0},非空集合S={x|1-m≤x≤1+m},若¬p是S的必要不充分条件,则m的取值范围是__________.
【解析】由已知可得P={x|-2≤x≤10},
因为¬p是¬S的必要不充分条件,
所以S是P的必要不充分条件,
所以x∈P⇒x∈S且x∈Sx∈P.
所以[-2,10]⫋[1-m,1+m].
所以或
所以m≥9,即m的取值范围是[9,+∞).
答案: [9,+∞)
解题技法
由充分条件、必要条件求参数范围的策略
(1)把充分条件、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.
(2)在求参数范围时,要注意端点值的检验,处理不当容易造成漏解或增解.
【训练2】(1)(2025·南昌模拟)已知p: “x>2”,q: “x2-x-a>0”,若p是q的充分不必要条件,则实数a的取值范围是( )
A. [-,2] B.(-∞,2]
C. (-,+∞) D.[2,+∞)
【解析】选B.若p是q的充分不必要条件,故x2-x-a>0在x>2时恒成立,故得a<x2-x,令f(x)=x2-x,由二次函数性质得f(x)在(2,+∞)上单调递增,则f(x)>f(2)=2,可得a∈(-∞,2].
(2)设条件p: |x|≤m(m>0),q: -1≤x≤4,若p是q的充分条件,则m的最大值为________,若p是q的必要条件,则m的最小值为________.
【解析】因为|x|≤m(m>0),所以-m≤x≤m.
①由p是q的充分条件,得,
解得0<m≤1,所以m的最大值为1,
②由p是q的必要条件,得,
解得m≥4,所以m的最小值为4.
答案: 1 4
【加练备选】
(多选题)(2024·东莞模拟)已知关于x的方程x2+(m-3)x+m=0,下列结论正确的是( )
A.方程有一个正根一个负根的充要条件是m<0
B.方程有两个正根的充要条件是0<m≤1
C.方程无实数根的充要条件是m>1
D.当m=3时,方程的两个实数根之和为0
【解析】选AB.关于x的方程x2+(m-3)x+m=0中,Δ=(m-3)2-4m=m2-10m+9,两根和为3-m、两根积为m.
若方程有一个正根和一个负根,
则,解得m<0,故A对;
若方程有两个正根,则,
解得0<m≤1,故B对;
若方程无实数根,则Δ=m2-10m+9<0,解得1<m<9,故C错;
当m=3时,方程x2+(m-3)x+m=0可化为x2+3=0,显然无实数解,故D错.
考点三 全称量词与存在量词
角度1 含量词命题的否定
【例3】(2025·郑州模拟)命题“∃x>0,x2+x-1>0”的否定是( )
A.∀x>0,x2+x-1>0
B.∀x>0,x2+x-1≤0
C.∃x≤0,x2+x-1>0
D.∃x≤0,x2+x-1≤0
【解析】选B.根据存在量词命题的否定为全称量词命题,即命题“∃x>0,x2+x-1>0”的否定为“∀x>0,x2+x-1≤0”.
解题技法
含量词的命题的否定步骤
(1)改写量词: 确定命题所含量词的类型,省去量词的要结合命题的含义加上量词,再对量词进行改写.
(2)否定结论: 对原命题的结论进行否定.
【训练3】(2025·青岛模拟)已知命题p: ∀x∈(0,),sin x<x,则¬p为( )
A.∃x∉(0,),sin x>x
B.∃x∈(0,),sin x>x
C.∃x∉(0,),sin x≥x
D.∃x∈(0,),sin x≥x
【解析】选D.命题p: ∀x∈(0,),sin x<x为全称量词命题,则¬p为∃x∈(0,),sin x≥x.
角度2 含量词命题的真假判断
【例4】(2025·九江联考)下列命题的否定是真命题的为( )
A.任意两个等边三角形都相似
B.∃x∈R,x2-x+1=0
C.存在一个四边形,它的两条对角线互相垂直
D.∀x∈R,x+|x|≥0
【解析】选B.对于A,任意两个等边三角形都相似是真命题,所以其否定是假命题,故A错误;
对于B,x2-x+1=0,Δ=1-4<0,所以方程无解,所以该命题是假命题,其否定是真命题,故B正确;
对于C,存在一个四边形,它的两条对角线互相垂直,是真命题,其否定是假命题,故C错误;
对于D,∀x∈R,x+|x|≥0是真命题,其否定是假命题,故D错误.
解题技法
含量词的命题的真假判断的方法
要判断全称量词命题“∀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;要判断存在量词命题“∃x∈M,p(x)”是真命题,只要在限定集合M内找到一个x,使p(x)成立即可.
【训练4】 下列命题中的假命题是( )
A.∃x∈R,lg x=0 B.∃x∈R,tan x=0
C.∀x∈R,3x>0 D.∀x∈R,x2>0
【解析】选D.∃x=1,lg x=0;∃x=0,tan x=0;
∀x∈R,3x>0;∀x∈R,x2≥0,所以D为假命题.
角度3 由含量词命题的真假求参数的值(范围)
【例5】(2025·漳州模拟)若∃α∈[0,+∞),cos α<m为真命题,则实数m的取值范围为( )
A.{m|m≥1} B.{m|m>1}
C.{m|m≥-1} D.{m|m>-1}
【解析】选D.若∃α∈[0,+∞),cos α<m为真命题,则m>(cos α)min.因为cos α在[0,+∞)上的最小值为-1,所以m>-1.
解题技法
根据命题的真假求参数取值范围的步骤
(1)求出每个命题是真命题时参数的取值范围;
(2)根据题意确定每个命题的真假;
(3)由各个命题的真假列出关于参数的不等式(组)求解.
【训练5】(2025·成都模拟)已知命题“∀x∈[1,4],ex--m≥0”为真命题,则实数m的取值范围为( )
A.(-∞,e-2] B. (-∞,e4-]
C.[e-2,+∞) D. [e4-,+∞)
【解析】选A.因为命题“∀x∈[1,4],ex--m≥0”为真命题,所以∀x∈[1,4],m≤ex-.
令f(x)=ex-,x∈[1,4],y=ex与y=-在[1,4]上均为增函数,故f(x)为增函数,
当x=1时,f(x)有最小值e-2,即m≤e-2.
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