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《正禾一本通》
高中同步高效导学案
数学(人教)·必修一
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第一章 集合与常用逻辑用语
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目
录
合作探究·思维进阶
学以致用·课堂评价
课后分层练
自主学习·新知感悟
自主学习·新知感悟
合作探究·思维进阶
学以致用·课堂评价
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1.5 全称量词与存在量词
1.5.1 全称量词与存在量词
学习目标 1.通过已知的数学实例,理解全称量词、存在量词的定义,提升数学抽象素养.(重点) 2.理解全称量词命题、存在量词命题的定义,并会用符号表示,提升数学抽象素养.(重点) 3.会判断一个命题是全称量词命题还是存在量词命题,并会判断它们的真假,提升逻辑推理素养.(重点、难点)
立德中学为了迎接即将到来的田径运动会,准备排练由500名学生参加的开幕式团体操表演.这500名学生有如下特点:
(1)所有学生都来自高一年级;
(2)至少有30名学生来自高一(5)班;
(3)每一个学生都有固定的表演路线.
问题3 全称量词限制变量的范围吗?
提示:全称量词往往会限制变量的范围.
问题1 上述问题中“所有”“每一个”的含义相同吗?
提示:相同.
问题2 “至少”是全称量词吗?
提示:不是,是存在量词.
【自主评测】
1.教材挖掘:(1)请认真阅读教材P26~27,分析思考:“分别如何判断全称量词命题和存在量词命题的真假”.
提示:要判定全称量词命题“∀x∈M,p(x)”是真命题,需要证明集合M中每个元素x都能使p(x)成立;如果在集合M中找到一个元素x0,使p(x0)不成立,那么这个全称量词命题就是假命题.
要判断一个存在量词命题“∃x∈M,p(x)”为真,只要在给定的集合M中找到一个元素x,使命题p(x)成立即可;要判断一个存在量词命题为假,必须验证给定集合中的每一个元素x,使命题p(x)不成立.
(2)请认真阅读教材P26~27,分析思考:短语“都不是”是全称量词吗?“不都是”呢?
提示:“都不是”是全称量词,“不都是”不是全称量词.
2.判断是非:判断下面结论是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”.
(1)全称量词表示的数量都是无限的.( )
(2)全称量词命题必须含有全称量词.( )
(3)短语“至少有一个”是存在量词.( )
(4)“2x+3>1”是存在量词命题.( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)×
全称量词与全称量词命题
阅读下面的例子,并回答提出的问题:
(1)x>3;
(2)2x+1是整数;
(3)对所有的x∈R,x>3;
(4)对任意一个x∈Z,2x+1是整数.
问题4 示例中的语句是命题吗?
提示:语句(1)(2)不是命题,语句(3)(4)是命题.
问题5 语句(3)(4)中“所有的”“任意一个”的含义相同吗?
提示:相同.
全称量词
“所有的”“任意一个”“一切”“每一个”“任给”等
符号
全称量词命题
含有 的命题
形式
“对M中任意一个x,p(x)成立”,可用符号简记为“ ”
∀
全称量词
∀x∈M,p(x)
温馨提示
有些全称量词命题中的全称量词是省略的,理解时需把它补充出来.
例1 (链接教材:人教A版P27例1)判断下列命题是否为全称量词命题,并判断真假.
(1)所有的素数都是奇数;
(2)∀x∈R,|x|+1≥1;
(3)对任意Rt△ABC的两锐角A,B都有sin A=cos B.
解:(1)是全称命题,2是素数,但2不是奇数,故此命题是假命题.
(2)是全称命题,∀x∈R,|x|≥0,则|x|+1≥1,故此命题是真命题.
(3)是全称命题,设Rt△ABC的角A,B,C的对边分别为a,b,c,则sin A= eq \f(a,c),cos B= eq \f(a,c),所以sin A=cos B,故此命题是真命题.
类题通法
判断一个语句是全称量词命题以及真假的思路
(1)判断一个命题是否为全称量词命题,主要看命题中是否有“所有的”“任意一个”“一切”等表示全体的量词,有些命题的全称量词是隐藏的,要仔细辨别.
(2)判断真假时用直接法或间接法,直接法就是对陈述的集合中每一个元素都要使结论成立,间接法就是找到一个元素使结论不成立.
【迁移运用】 1.(多选)下列命题是全称量词命题且为真命题的是( )
A.一切实数均有相反数
B.∀a∈N,方程 ax+1=0都有实数根
C.等腰梯形的对角线相等
D.π是无理数
解析:选AC.选项A和选项C都是全称量词命题且为真命题;选项B是全称量词命题,但不是真命题,当a=0时,方程没有实数根;选项D是真命题,但不是全称量词命题.
存在量词与存在量词命题
阅读下面的例子,并回答提出的问题:
(1)2x+1=3;
(2)x能被2和3整除;
(3)存在一个x∈R,使2x+1=3;
(4)至少有一个x∈Z,使x能被2和3整除.
问题6 示例中的语句是命题吗?
提示:语句(1)(2)不是命题,语句(3)(4)是命题.
问题7 语句(3)(4)中“存在一个”“至少有一个”的含义相同吗?
提示:相同.
存在量词
“存在一个”“至少有一个”“有些”“有一个”“对某些”“有的”等
符号
存在量词命题
含有 的命题
形式
“存在M中的元素x,p(x)成立”,可用符号简记为“ ”
∃
存在量词
∃x∈M,p(x)
例2 (链接教材:人教A版P28例2)(多选)下列命题中,既是存在量词命题又是真命题的有( )
A.至少有一个实数x,使x3+1=0
B.所有正方形都是矩形
C.∃x∈R,使x2-x+ eq \f(1,4)≤0
D.∃x∈R,使x2+2x+2=0
解析:选AC.A选项,“至少”是存在量词,对于方程x3+1=0,存在x=-1,故正确;
B选项,“所有”是全称量词,故错误;
C选项,“∃”是存在量词,又当x= eq \f(1,2)时,x2-x+ eq \f(1,4)≤0成立,故正确;
D选项,“∃”是存在量词,x2+2x+2=(x+1)2+1≠0,故错误.
类题通法
存在量词命题及其真假的判断技巧
(1)判断一个命题是否为存在量词命题,主要看命题中是否有存在量词,有些命题的存在量词是隐藏的,要仔细辨别.
(2)要判定一个存在量词命题为真,只要在给定的集合内找到一个元素x,使p(x)成立即可,否则命题为假.
【迁移运用】 2.(2025·河南郑州模拟)下列命题中为真命题的是( )
A.∃x∈R,x2+1<0 B.∃x∈Z,3x+1是整数
C.∀x∈R,|x|>3 D.∀x∈Q,x2∈Z
解析:选B.对于A选项,因为对于任意实数x,x2≥0,所以x2+1≥1,恒大于0,A选项错误;
对于B选项,对于任意的整数x,3x一定是整数,3x+1也一定是整数,所以∃x∈Z,3x+1是整数,B选项正确;
对于C选项,当x=0时,|0|=0,不满足|x|>3,C选项错误;
对于D选项,例如x= eq \f(1,2),则x2= eq \f(1,4)∉Z,D选项错误.
依据含量词命题的真假求参数
例3 已知集合A={x|-2≤x≤5},B={x|m+1≤x≤2m-1},且B≠∅,若命题p:“∀x∈B,x∈A”是真命题,求实数m的取值范围.
解:若命题p:“∀x∈B,x∈A”是真命题,则B⊆A,因为B≠∅,所以 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(m+1≤2m-1,,m+1≥-2,,2m-1≤5,))解得2≤m≤3,即m的取值范围是{m|2≤m≤3}.
变式探究 (1)(变条件)若把本例中的命题p改为“∃x∈A,x∈B”,求实数m的取值范围.
解:若命题p为真命题,则A∩B≠∅.
因为B≠∅,所以m≥2.
所以 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(-2≤m+1≤5,,m≥2))或 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(-2≤2m-1≤5,,m≥2,))
解得2≤m≤4.
所以m的取值范围是{m|2≤m≤4}.
(2)(变条件)若把本例中的命题p改为“∀x∈A,x∈B”,是否存在实数m,使命题p是真命题?若存在,求出实数m的取值范围;若不存在,说明理由.
解:不存在.理由如下:
若命题p:∀x∈A,x∈B是真命题,则A⊆B,B≠∅,
所以 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(m+1≤2m-1,,m+1≤-2,,2m-1≥5,))无解.
所以不存在实数m,使命题p是真命题.
类题通法
利用含量词命题的真假求参数取值范围问题的方法
(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,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,可借助根的判别式知识解决.
1.(2025·四川峨眉月考)下列命题是全称量词命题的是( )
A.存在一个实数的平方是负数
B.每个四边形的内角和都是360°
C.至少有一个整数x,使得x2+3x是质数
D.存在一个实数x,使得x2=x
解析:选B.选项A,C,D中的命题均为存在量词命题;选项B中的命题是全称量词命题.
2.给出以下命题:
①∃x∈Z,x2-2x-3=0;②∀x∈R,x2>0;③有些自然数是偶数;④∃x∈R,x2+x+1≤0.
其中真命题的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
解析:选B.当x=-1∈Z时,(-1)2-2×(-1)-3=0,故∃x∈Z,x2-2x-3=0,故①是真命题;当x=0时,x2=0,故②不是真命题;2,4是偶数,所以有些自然数是偶数是真命题,故③是真命题;因为x2+x+1=(x+ eq \f(1,2))2+ eq \f(3,4)≥ eq \f(3,4)>0,故④不是真命题.所以真命题的个数为2.
3.对任意x>3,x>a恒成立,则实数a的取值范围是________.
解析:由题意{x|x>3}⊆{x|x>a},用数轴表示两集合关系如图,所以a≤3.
答案:{a|a≤3}
4.将下列命题用量词符号“∀”或“∃”表示:
(1)整数中1最小;
(2)方程ax2+2x+1=0(a<1)至少存在一个负根;
(3)对于某些实数x,有2x+1>0.
解:(1)∀x∈Z,x≥1.
(2)∃x<0,有ax2+2x+1=0(a<1).
(3)∃x∈R,有2x+1>0.
1.下列全称量词命题中真命题的个数为( )
①对于任意实数x,都有x+2>x;
②对任意的实数a,b,都有若|a|>|b|,则a2>b2成立;
③二次函数y=x2-ax-1与x轴恒有交点;
④∀x∈R,y∈R,都有x2+|y|>0.
A.1 B.2 C.3 D.4
解析:选C.①②③为真命题.
2.(版本融合:苏教必修一P37例1改编)下列命题中的假命题是( )
A.∀x∈R,|x|+1>0 B.∀x∈N*,(x-1)2>0
C.∃x∈R,|x|<1 D.∃x∈R, eq \f(1,|x|)+1=2
解析:选B.A中命题是全称量词命题,易知|x|+1>0恒成立,故是真命题;B中命题是全称量词命题,当x=1时,(x-1)2=0,故是假命题;C中命题是存在量词命题,当x=0时,|x|=0<1,故是真命题;D中命题是存在量词命题,当x=±1时, eq \f(1,|x|)+1=2,故是真命题.
3.下列命题中既是全称量词命题又是真命题的是( )
A.∀x∈R,2x+1>0 B.若2x为偶数,则x∈N
C.菱形的四条边都相等 D.π是无理数
解析:选C.A中命题是全称量词命题,但不是真命题,故A不正确;B中命题是全称量词命题,但不是真命题,故B不正确;C中命题是全称量词命题,也是真命题,故C正确;D中命题是真命题,但不是全称量词命题,故D不正确.
4.以下四个命题既是存在量词命题又是真命题的是( )
A.锐角三角形的内角是锐角或钝角
B.至少有一个实数x,使x2≤0
C.两个无理数的和必是无理数
D.存在一个负数x,使 eq \f(1,x)>2
解析:选B.A是全称量词命题.B为存在量词命题,当x=0时,x2=0成立,所以B正确.因为 eq \r(3)+(- eq \r(3))=0,所以C为假命题.对于任意一个负数x,都有 eq \f(1,x)<0,所以D为假命题.
5.(多选)下列命题中是存在量词命题的为( )
A.有些自然数是偶数
B.正方形是菱形
C.能被6整除的数也能被3整除
D.存在x∈R,使得|x|≤0
解析:选AD.选项A是存在量词命题;选项B可以叙述为“所有的正方形都是菱形”,是全称量词命题;选项C可以叙述为“一切能被6整除的数也都能被3整除”,是全称量词命题;选项D是存在量词命题.
6.(多选)命题p:存在实数x∈R,使得数据1,2,3,x,6的中位数为3.若命题p为真命题,则实数x的取值集合可以为( )
A.{3,4,5} B.{x|x>2} C.{x|x≥3} D.{x|3≤x≤6}
解析:选ACD.因为中位数为3,所以x≥3,因此选项A,C,D均满足要求.
7.给出下列三个命题:
①∀x∈R,x2+1≠0;
②矩形都不是梯形;
③∃x,y∈R,x2+y2≤1.
其中全称量词命题是________(填序号).
解析:②省略了量词“所有的”.
答案:①②
8.给出下列命题:
(1)∀x∈R,x2>0;
(2)∃x∈R,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;
(2)存在x=-2,使得x+1≤0,是真命题;
(3)当a=2- eq \r(2),b=3+ eq \r(2)时,a+b=5,是真命题.
答案:2
9.已知命题p:∃x∈R,x2+2x-a=0,若p为假命题,则实数a的取值范围是________.
解析:依题意,方程x2+2x-a=0无实根,∴Δ=4+4a<0,解得a<-1.
答案:{a|a<-1}
10.判断下列命题是全称量词命题还是存在量词命题,并判断其真假.
(1)∀x∈N,2x+1是奇数;
(2)存在一个x∈R,使 eq \f(1,x-1)=0.
解:(1)是全称量词命题.
因为∀x∈N,2x+1都是奇数,
所以该命题是真命题.
(2)是存在量词命题.
因为不存在x∈R,使 eq \f(1,x-1)=0成立,
所以该命题是假命题.
【综合运用】
11.(多选)下列命题中,是存在量词命题且是真命题的是( )
A.∃x∈R,|x|≤0
B.存在x∈R,使得x2+x+1=0
C.至少有一个无理数x,使得x3是有理数
D.有的有理数没有倒数
解析:选ACD.对于A,命题是存在量词命题,所以∃x=0,使|x|=0,所以A是真命题,故A正确;
对于B,x2+x+1=0,Δ=-3<0,方程无解,所以B是假命题,故B错误;
对于C,命题是存在量词命题,∃x= eq \r(3,3),使得( eq \r(3,3))3=3是有理数,所以C是真命题,故C正确;
对于D,有理数0没有倒数,故D正确.
12.根据下述事实,得到含有量词的全称量词命题或存在量词命题为________________.
13+23=(1+2)2,
13+23+33=(1+2+3)2,
13+23+33+43=(1+2+3+4)2,
13+23+33+43+53=(1+2+3+4+5)2,
……
解析:根据已知等式可得,对于任意n∈N*且n≥2,总有13+23+33+…+n3=(1+2+3+…+n)2,所以得到如下全称量词命题:∀n∈N*且n≥2,13+23+33+…+n3=(1+2+3+…+n)2.
答案:∀n∈N*且n≥2,13+23+33+…+n3=(1+2+3+…+n)2
13.已知命题“∃-3≤x≤2,3a+x-2=0”为真命题,求实数a的取值范围.
解:由3a+x-2=0,得3a-2=-x,
∵-3≤x≤2,∴-2≤-x≤3,
∴-2≤3a-2≤3,即0≤a≤ eq \f(5,3),
故实数a的取值范围是{a|0≤a≤ eq \f(5,3)}.
【创新探索】
14.(新定义)定义一种新的“数值对”运算:对于两个实数a,b,记(a,b)的运算结果为a※b=a2+ab.
已知x,y为实数,命题p:(x,y)运算结果为6,命题q: eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x=2,,y=1,))判断p是q的什么条件.
解:由p得:x2+xy=6,当x=2,y=1时成立,所以q⇒p;当x=1,y=5时x2+xy=6也成立.所以pq,可知p是q的必要不充分条件.
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