内容正文:
教学设计
课程基本信息
学科
数学
年级
高一
学期
秋季
课题
1.5 全称量词与存在量词
教科书
书 名:普通高中教科书数学必修第一册教材
出版社:人民教育出版社 出版日期:2019年6月
教学目标
1.了解全称量词(∀)和存在量词(∃)的定义及常见表述形式。
2.能准确识别全称量词命题和存在量词命题,并能用符号语言表示。
3.掌握全称量词命题和存在量词命题否定的规则,会写出给定命题的否定,并判断其真假。
教学内容
教学重点:
1.全称量词命题和存在量词命题的识别与符号表示;
2.全称量词命题和存在量词命题的否定。
教学难点:
1.全称量词命题否定的准确性;
2.存在量词命题否定中量词的转换和结论的否定,以及命题否定真假的判断。
教学过程
1、 情境导入
1.呈现实例:教师通过多媒体展示以下命题,引导学生观察分析:
(1)所有的正方形都是矩形;
(2)每一个有理数都能写成分数的形式;
(3)存在一个实数x,使得x² - 2 = 0;
(4)至少有一个三角形不是等腰三角形。
2. 提出问题:这些命题中都包含了哪些特殊的词语?这些词语对命题的含义有什么影响?
3. 引出课题:通过学生的回答,教师总结引出“全称量词”和“存在量词”的概念,进而导入本节课的主题——《1.5 全称量词与存在量词》。
设计意图:通过具体的数学实例,让学生初步感知含有特殊量词的命题,激发学生的探究兴趣,为后续概念的形成奠定基础。
2、 新知探究
探究1 全称量词与全称量词命题
(1)教师引导学生分析导入实例中的前两个命题,找出其中的特殊词语“所有的”“每一个”,并补充常见的类似词语:“任意一个”“一切”“凡是”等。
(2)给出全称量词的定义:短语“所有的”“每一个”“任意一个”“一切”“凡是”等在逻辑中通常叫做全称量词,并用符号“∀”表示(读作“对任意”)。
(3)全称量词命题的定义:含有全称量词的命题叫做全称量词命题。
(4)符号表示:引导学生将全称量词命题用符号语言表示,即“对M中任意一个x,p(x)成立”,可表示为“∀x∈M,p(x)”,其中M是给定的集合,p(x)是关于x的语句。
实例练习:将命题“所有的整数都是有理数”用符号语言表示。(学生回答,教师点评)
探究2 存在量词与存在量词命题
(1)类比全称量词的探究过程,引导学生分析导入实例中的后两个命题,找出其中的特殊词语“存在一个”“至少有一个”,并补充常见的类似词语:“有些”“有一个”“对某些”等。
(2)给出存在量词的定义:短语“存在一个”“至少有一个”“有些”“有一个”“对某些”等在逻辑中通常叫做存在量词,并用符号“∃”表示(读作“存在”)。
(3)存在量词命题的定义:含有存在量词的命题叫做存在量词命题。
(4)符号表示:引导学生将存在量词命题用符号语言表示,即“存在M中的一个x,使p(x)成立”,可表示为“∃x∈M,p(x)”,其中M是给定的集合,p(x)是关于x的语句。
实例练习:将命题“存在一个实数x,使得x³ = 8”用符号语言表示。(学生回答,教师点评)
设计意图:通过类比探究,让学生主动参与概念的形成过程,准确理解全称量词、存在量词及相关命题的定义,掌握符号表示方法,提升数学抽象能力。
探究3 命题的否定
(1)提出问题:我们知道,命题有真有假,那么如何否定一个全称量词命题或存在量词命题呢?否定后的命题真假性又如何?
(2)探究全称量词命题的否定:
① 实例分析:给出全称量词命题“∀x∈R,x² ≥ 0”,引导学生思考其否定。
教师引导:这个命题表示“对于所有实数x,x的平方都大于等于0”,其否定应该是“不是所有实数x,x的平方都大于等于0”,也就是“存在一个实数x,使得x的平方小于0”。
② 符号表示:原命题“∀x∈M,p(x)”的否定为“∃x∈M,¬p(x)”(“¬p(x)”表示对p(x)的否定)。
③ 真假判断:原命题“∀x∈R,x² ≥ 0”是真命题,其否定“∃x∈R,x² < 0”是假命题,引导学生总结:全称量词命题的否定是存在量词命题,且原命题与否定命题的真假性相反。
(3)探究存在量词命题的否定:
① 实例分析:给出存在量词命题“∃x∈R,x² - 2 = 0”,引导学生思考其否定。
教师引导:这个命题表示“存在一个实数x,使得x² - 2 = 0”,其否定应该是“不存在一个实数x,使得x² - 2 = 0”,也就是“对于所有实数x,x² - 2 ≠ 0”。
② 符号表示:原命题“∃x∈M,p(x)”的否定为“∀x∈M,¬p(x)”。
③ 真假判断:原命题“∃x∈R,x² - 2 = 0”是真命题(x=±√2时成立),其否定“∀x∈R,x² - 2 ≠ 0”是假命题,进一步验证:存在量词命题的否定是全称量词命题,且原命题与否定命题的真假性相反。
(4)总结规律:
全称量词命题的否定是存在量词命题,将全称量词改为存在量词,同时否定结论;
存在量词命题的否定是全称量词命题,将存在量词改为全称量词,同时否定结论。
设计意图:通过实例探究,让学生经历命题否定的思考过程,总结出否定规律,突破教学难点,提升逻辑推理能力。
3、 典例分析
例1判断下列全称量词命题的真假:
(1) 所有素数都是奇数;
(2) , ;
(3) 对任意一个无理数 , 也是无理数.
解:(1) 注意到2是素数,但2是偶数,不是奇数。因此,存在一个反例:,使得命题不成立。所以,该全称量词命题是假命题。
(2) 对任意实数 ,绝对值 恒成立,因此, ,
即 对所有 成立。所以,该全称量词命题是真命题。
(3) 考虑无理数 , ,而2是整数,属于有理数。
因此, 是无理数,但 是有理数,说明 不成立。
这说明原命题不成立。所以,该全称量词命题是假命题。
总结:
①判断全称量词命题 的真假时:
若为真命题,需理论上保证集合中每一个元素都满足;
若为假命题,只需在集合中找到一个反例,使得不成立即可。
②熟悉基本数学概念:如素数中唯一的偶数是2; 是无理数但其平方是有理数等;
③正确理解符号 的含义:“对集合中所有,性质都成立”。
例2 判断下列存在量词命题的真假:
(1) 有一个实数 ,使 ;
(2) 平面内存在两条相交直线垂直于同一条直线;
(3) 有些平行四边形是菱形。
解:(1)计算判别式:
由于判别式小于0,说明该一元二次方程在实数范围内无解,即不存在实数满足这个等式。因此,命题“有一个实数 ,使 ”是假命题。
(2)若两条直线都垂直于同一条直线,则这两条直线互相平行,不可能相交。
因此,“平面内存在两条相交直线垂直于同一条直线”这种情况不存在,该命题为假命题。
(3)因为正方形既是平行四边形又是菱形。这说明“有些平行四边形是菱形”是成立的。故该存在量词命题为真命题。
总结:
①判断存在量词命题 的真假,关键是看集合中是否存在至少一个元素满足条件;
②对代数命题,可通过解方程或利用判别式判断实数解的存在性;
③对几何命题,需结合平面几何公理和性质进行逻辑推理;
④对涉及图形分类的命题,可通过举出具体实例(反例或正例)来验证命题真假。
例3写出下列全称量词命题的否定:
(1) 所有能被3整除的整数都是奇数;
(2) 每一个四边形的四个顶点在同一个圆上;
(3) 对任意, 的个位数字不等3。
解:(1)该命题的否定为:“存在一个能被3整除的整数不是奇数”。
(2) 该命题的否定为:“存在一个四边形,它的四个顶点不在同一个圆上”。
(3) 该命题的否定为:.
例4写出下列存在量词命题的否定:
(1) ;
(2) 有的三角形是等边三角形;
(3) 有一个偶数是素数。
解:(1) 该命题的否定是:
(2) .
(3) “任意一个偶数都不是素数”.
四、课堂小结
1. 教师引导学生回顾本节课的核心内容:
(1)全称量词、存在量词的定义及常见表述;
(2)全称量词命题和存在量词命题的识别与符号表示;
(3)全称量词命题和存在量词命题的否定规律及真假判断。
2. 学生发言总结,教师补充完善,强调重点难点。
设计意图:帮助学生梳理本节课的知识体系,强化记忆,提升归纳总结能力。
五、课后作业
1.教材习题1.5 第1、2、3题(基础巩固);
2.拓展作业:收集生活中含有全称量词或存在量词的命题,并写出其否定(提升应用能力);
3.预习下一节课内容。
设计意图:通过分层作业,满足不同学生的学习需求,巩固课堂知识,提升应用能力,为后续学习做好铺垫。
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