内容正文:
第3讲 全称量词和存在量词
知识整合 体系重构
激活思维
1.(教材经典题改编)若命题p:∃x∈R,x+1≥0,则命题p的否定是( )
A.∀x∈R,x+1<0 B.∀x∈R,x+1≥0
C.∃x∈R,x+1<0 D.∃x∈R,x+1≥0
2.(教材经典题改编)(多选)下列命题是全称量词命题且为真命题的有( )
A.每一个末位是0的整数都是5的倍数
B.有些菱形是正方形
C.对任意负数x,x的平方是正数
D.梯形的对角线相等
3.已知命题p:∃x∈[0,+∞),a<x+1,若p为真命题,则实数a的取值范围为______.
4.(教材经典题改编)已知“若x>1,则2x+1>λ”是假命题,则λ的取值范围是______.
5.设命题p:∃x∈R,x2-2x+m-3=0,命题q:∀x∈R,x2-2(m-5)x+m2+19≠0.若p,q都为真命题,则实数m的取值范围为_______.
聚焦知识
1.全称量词命题与存在量词命题
全称量词命题
存在量词命题
量词
所有的、任意一个
存在一个、至少有一个
符号
∀
∃
命题形式
∀x∈M,p(x)
∃x∈M,p(x)
否定
________,
是___量词命题
________,
是____量词命题
2.常见词语的否定
词语
是
都是
大于
小于
词语的
否定
_______
_______
_________
_________
词语
且
至少有n个
至多有一个
所有x都成立
词语的
否定
____
__________
_________
________
注意:一个命题和它的否定不能同时为真命题,也不能同时为假命题,只能一真一假.即:如果一个命题是真命题,那么这个命题的否定是假命题,反之亦然.
题型突破 思维拓展
举题说法
含量词的命题的真假判断
例1 (多选)下列命题中的真命题是( )
A.∀x∈R,2x-1>0 B.∀x∈N*,(x-1)2>0
C.∃x∈R,lg x<1 D.∃x∈R,tan x=2
判定全称量词命题“∀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;判定存在量词命题“∃x∈M,p(x)”是真命题,只要在限定集合内找到一个x,使p(x)成立即可.
变式1 下列命题中,是存在量词命题且是真命题的是( )
A.所有正方形都是矩形
B.∃x∈R,x2+2x+2=0
C.至少有一个实数x,x3+1=0
D.∃x∈R,使x2-x+<0
含量词的命题的否定
例2 写出下列命题的否定,并判断其真假性.
(1) ∀x∈Z,|x|∈N;
(2) 每一个平行四边形都是中心对称图形;
(3) 有些三角形是直角三角形;
(4) ∃x∈R,x+1≤0;
(5) ∃x∈R,x2+2x+3=0.
对于存在量词命题的判断,只要能找到符合要求的元素使命题成立,即可判断该命题成立;对于全称量词命题的判断,必须对任意元素证明这个命题为真,而只要找到一个特殊元素使命题为假,即可判断该命题不成立.
变式2 (2025·许昌二模)已知命题p:∀x∈R,<1;命题q:∃x>0,x3<x2,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
结合命题真假确定参数
例3 (1) 已知命题p:∀x∈R,x2-a≥0;命题q:∃x∈R,x2+2ax+2-a=0.若命题p,q都是真命题,则实数a的取值范围为__________.
(2) 已知命题p:∃x∈R,mx2-mx-1≥0为假命题,则实数m的取值范围为__________.
根据命题的真假求参数取值范围的策略
(1) 已知每个命题的真假,利用集合的运算求解参数的取值范围;
(2) 对于含有量词的命题求参数的取值范围的问题,可根据命题的含义,利用函数的值域(或最值)解决.
变式3 (2025·徐州2月调研)已知命题p:∀x∈R,ax2+2x+3>0为真命题,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
双量词成立问题
例4 (1) 已知函数f(x),当x∈(-∞,2)时,f(x)∈[0,2e2),g(x)=ax+1,a∈R.若对任意的x1∈[-2,2],总存在唯一的x2∈(-∞,2),使得f(x2)=g(x1),则实数a的取值范围为___________.
(2) 已知函数f(x)=x+,g(x)=2x+a,若∀x1∈,∃x2∈[2,3],使f(x1)≤g(x2),则实数a的取值范围是_________.
(1) 相等关系:
记y=f(x),x∈[a,b]的值域为A, y=g(x),x∈[c,d]的值域为B.
①若∀x1∈[a,b],∃x2∈[c,d],有f(x1)=g(x2),则A⊆B.
②若∃x1∈[a,b],∀x2∈[c,d],有f(x1)=g(x2),则A⊇B.
③若∃x1∈[a,b],∃x2∈[c,d],有f(x1)=g(x2),则A∩B≠∅.
(2) 不等关系:
①∀x1∈A,∀x2∈B,f(x1)≤g(x2)⇔f(x)max≤g(x)min.
②∃x1∈A,∃x2∈B,f(x1)≤g(x2)⇔f(x)min≤g(x)max.
③∀x1∈A,∃x2∈B,f(x1)≤g(x2)⇔f(x)max≤g(x)max.
变式4 (1) 已知f(x)在[-2,2]上的值域为[-3,3],函数g(x)=x2-2x+m.若对于任意的x1∈[-2,2],都存在x2∈[-2,2],使得g(x2)=f(x1),则实数m的取值范围是__________.
(2) 已知函数f(x)=,g(x)=x-1.若存在x1,x2∈[a,a+1],使得f(x1)<g(x2)成立,则实数a的取值范围是__________.
逻辑推理问题
例5 (2026·南昌期初)已知甲、乙、丙、丁四位老师参加青年教师教学大赛,问其比赛结果,他们回答如下:甲:丙第一,乙第二;乙:丙第二,丁第三;丙:丁最后,甲第二.如果每个人的两个回答中,都恰有一个是正确的,且没有并列名次,那么这次比赛获得第一、二、三、四名的依次是( )
A.丙、甲、丁、乙 B.丙、甲、乙、丁
C.甲、乙、丙、丁 D.甲、乙、丁、丙
随堂内化
1.(2025·漳州二模)命题“∀x>0,x+1≤ex”的否定是( )
A.∃x≤0,x+1≤ex B.∃x≤0,x+1>ex
C.∃x>0,x+1≤ex D.∃x>0,x+1>ex
2.(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
3.若“∃x∈[0,3],x2-2x-a<0”为真命题,则实数a可取的最小整数值是( )
A.-1 B.0
C.1 D.3
4.已知函数f(x)=x2+x,g(x)=ln(x+1)-a,若存在x1,x2∈[0,2],使得f(x1)=g(x2),则实数a的取值范围是__________。
配套精练
A组 夯基精练
一、单项选择题
1.(2025·青岛二测)命题“∀x>y,x2>y2”的否定为( )
A.∀x>y,x2≤y2 B.∀x<y,x2≤y2
C.∃x<y,x2≤y2 D.∃x>y,x2≤y2
2.(2025·唐山一模)已知命题p:∀x∈R,x2>0;命题q:∃x>0,ln x<0,则( )
A.p和q都是真命题 B.p是假命题,q是真命题
C.p是真命题,q是假命题 D.p和q都是假命题
3.已知p:∀x∈R,x2+2x+a≥0;q:∀x∈R,x2+2ax+2-a≠0,若p,q一真一假,则实数a的取值范围为( )
A.(-2,+∞) B.[1,+∞)
C.(-∞,-2]∪[1,+∞) D.(-2,1)
4.(2025·德州模拟)某次考试后,甲、乙、丙、丁四名同学讨论其中一道考题,甲说:我做错了;乙说:甲做对了;丙说:我做错了;丁说:我和乙中有人做对.已知四人中只有一名同学的解答是正确的,且只有一名同学说的是正确的,则解答正确的同学是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
5.已知函数f(x)=x2+3,g(x)=mx+5-m(m>0),若对任意的x1∈[1,2],总存在x2∈[-1,2],使得f(2x1)=g(x2)成立,则实数m的取值范围是( )
A.[12,+∞) B.[10,+∞)
C.[14,+∞) D.[8,+∞)
二、多项选择题
6.下列命题中是全称量词命题并且是真命题的是( )
A.矩形的对角线互相平分且相等
B.对任意非正数c,若a≤b+c,则a≤b
C.有些菱形不是平行四边形
D.对任意实数x,不等式x2-3x+7≥0恒成立
7.下列说法中正确的是( BD )
A.若∀x∈(A∩B),则x∈A或x∈B
B.∃x∈R,x2>x3
C.a>b的一个必要不充分条件是∃x0<0,a+x0≥b
D.∃x0∈R,x+2>3x0的否定是∀x∈R,x2+2≤3x
8.若“∃x∈,使得2x2-λx+1<0成立”是假命题,则实数λ的可能取值是( )
A. B.2 C.3 D.
三、填空题
9.若“∃x∈[1,4],使得2x+a+1≥0”是假命题,则实数a的取值范围是__________.
10.已知函数f(x)=ax+2(a>0),g(x)=.若∃x1∈[-1,2],∀x2∈[2,3],使f(x1)=g(x2)成立,则实数a的取值范围为___________.
11.已知函数f(x)=,若∀a∈[-2,2],∃x∈,使不等式f(x)≤m2-2am+成立,则实数m的取值范围为_________.
四、解答题
12.已知命题p:∀x∈R,x2+2m-3>0,命题q:∃x0∈R,x-2mx0+m+2<0.
(1) 若命题p为真命题,求实数m的取值范围;
(2) 若命题q为真命题,求实数m的取值范围;
(3) 若命题p,q中至少有一个为真命题,求实数m的取值范围.
13.已知函数f(x)=x-,g(x)=x2+bx+1(a,b∈R,a≠0).
(1) 若集合为单元素集,求实数a的值;
(2) 在(1)的条件下,对任意的x1∈[2,5],总存在x2∈[2,5],使f(x1)≥g(x2)成立,求实数b的取值范围.
B组 能力提升练
14.若对任意m∈R,存在n∈[3,4],使得不等式(m+n)2-3≥mn+2m+an成立,则实数a的最大值为( )
A.2 B.5 C.4 D.3
15.已知函数f(x)=x-1,g(x)=kx2-(2k+1)x+k+1,其中k>1.若对任意的x1∈[2,4],存在x2∈[2,4],使得f(x1)f(x2)=g(x1)g(x2)成立,则实数k的值__.
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第3讲 全称量词和存在量词
知识整合 体系重构
激活思维
1.(教材经典题改编)若命题p:∃x∈R,x+1≥0,则命题p的否定是( A )
A.∀x∈R,x+1<0 B.∀x∈R,x+1≥0
C.∃x∈R,x+1<0 D.∃x∈R,x+1≥0
2.(教材经典题改编)(多选)下列命题是全称量词命题且为真命题的有( AC )
A.每一个末位是0的整数都是5的倍数
B.有些菱形是正方形
C.对任意负数x,x的平方是正数
D.梯形的对角线相等
3.已知命题p:∃x∈[0,+∞),a<x+1,若p为真命题,则实数a的取值范围为(-∞,2)__.
【解析】 设f(x)=x+1,x∈[0,+∞),若p为真命题,则a<f(x)max=f(0)=2.
4.(教材经典题改编)已知“若x>1,则2x+1>λ”是假命题,则λ的取值范围是(3,+∞)__.
【解析】 因为“若x>1,则2x+1>λ”是假命题,所以“∃x>1,2x+1≤λ”是真命题.因为当x>1时,2x+1>3,所以实数λ的取值范围是(3,+∞).
5.设命题p:∃x∈R,x2-2x+m-3=0,命题q:∀x∈R,x2-2(m-5)x+m2+19≠0.若p,q都为真命题,则实数m的取值范围为____.
【解析】 若命题p:∃x∈R,x2-2x+m-3=0为真命题,则Δ=4-4(m-3)≥0,解得m≤4.若命题q:∀x∈R,x2-2(m-5)x+m2+19≠0为真命题,则Δ=4(m-5)2-4(m2+19)<0,解得m>.又p,q都为真命题,所以实数m的取值范围是.
聚焦知识
1.全称量词命题与存在量词命题
全称量词命题
存在量词命题
量词
所有的、任意一个
存在一个、至少有一个
符号
∀
∃
命题形式
∀x∈M,p(x)
∃x∈M,p(x)
否定
∃x∈M,¬p(x),
是__存在__量词命题
__∀x∈M,¬p(x)__,
是__全称__量词命题
2.常见词语的否定
词语
是
都是
大于
小于
词语的
否定
__不是__
__不都是__
__小于或等于__
__大于或等于__
词语
且
至少有n个
至多有一个
所有x都成立
词语的
否定
__或__
__至多有n-1个__
__至少有两个__
__存在一个x不成立__
注意:一个命题和它的否定不能同时为真命题,也不能同时为假命题,只能一真一假.即:如果一个命题是真命题,那么这个命题的否定是假命题,反之亦然.
题型突破 思维拓展
举题说法
含量词的命题的真假判断
例1 (多选)下列命题中的真命题是( ACD )
A.∀x∈R,2x-1>0 B.∀x∈N*,(x-1)2>0
C.∃x∈R,lg x<1 D.∃x∈R,tan x=2
判定全称量词命题“∀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;判定存在量词命题“∃x∈M,p(x)”是真命题,只要在限定集合内找到一个x,使p(x)成立即可.
变式1 下列命题中,是存在量词命题且是真命题的是( C )
A.所有正方形都是矩形
B.∃x∈R,x2+2x+2=0
C.至少有一个实数x,x3+1=0
D.∃x∈R,使x2-x+<0
含量词的命题的否定
例2 写出下列命题的否定,并判断其真假性.
(1) ∀x∈Z,|x|∈N;
【解答】 ∃x∈Z,|x|∉N;假命题.
(2) 每一个平行四边形都是中心对称图形;
【解答】有些平行四边形不是中心对称图形;假命题.
(3) 有些三角形是直角三角形;
【解答】所有三角形都不是直角三角形;假命题.
(4) ∃x∈R,x+1≤0;
【解答】∀x∈R,x+1>0;假命题.
(5) ∃x∈R,x2+2x+3=0.
【解答】∀x∈R,x2+2x+3≠0;真命题.
对于存在量词命题的判断,只要能找到符合要求的元素使命题成立,即可判断该命题成立;对于全称量词命题的判断,必须对任意元素证明这个命题为真,而只要找到一个特殊元素使命题为假,即可判断该命题不成立.
变式2 (2025·许昌二模)已知命题p:∀x∈R,<1;命题q:∃x>0,x3<x2,则( A )
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】 对于命题p,当x≤0时,≤0<1;当x>0时,=<1,所以命题p是真命题.对于命题q,当x=时,x3=<x2=,所以命题q是真命题.
结合命题真假确定参数
例3 (1) 已知命题p:∀x∈R,x2-a≥0;命题q:∃x∈R,x2+2ax+2-a=0.若命题p,q都是真命题,则实数a的取值范围为(-∞,-2]__.
【解析】 当命题p为真命题时,a≤(x2)min=0.当命题q为真命题时,方程x2+2ax+2-a=0有解,所以Δ=4a2-4(2-a)≥0,解得a≤-2或a≥1.若命题p,q都是真命题,则⇒a≤-2.
(2) 已知命题p:∃x∈R,mx2-mx-1≥0为假命题,则实数m的取值范围为(-4,0]__.
【解析】 因为命题p:∃x∈R,mx2-mx-1≥0为假命题,所以命题∀x∈R,mx2-mx-1<0为真命题.当m=0时,-1<0恒成立,符合题意;当m≠0时,则解得-4<m<0.综上,可得m的取值范围是(-4,0].
根据命题的真假求参数取值范围的策略
(1) 已知每个命题的真假,利用集合的运算求解参数的取值范围;
(2) 对于含有量词的命题求参数的取值范围的问题,可根据命题的含义,利用函数的值域(或最值)解决.
变式3 (2025·徐州2月调研)已知命题p:∀x∈R,ax2+2x+3>0为真命题,则实数a的取值范围是( D )
A. B.
C. D.
【解析】 因为命题p:∀x∈R,ax2+2x+3>0为真命题,所以不等式ax2+2x+3>0的解集为R.若a=0,则2x+3>0,解得x>-,不合题意.若a≠0,则解得a>.综上,a>.
双量词成立问题
例4 (1) 已知函数f(x),当x∈(-∞,2)时,f(x)∈[0,2e2),g(x)=ax+1,a∈R.若对任意的x1∈[-2,2],总存在唯一的x2∈(-∞,2),使得f(x2)=g(x1),则实数a的取值范围为____.
【解析】 ①当a<0时,由x1∈[-2,2],得g(x1)∈[2a+1,-2a+1],由题意有[2a+1,-2a+1]⊆[0,2e2),解得a∈.②当a=0时,由x1∈[-2,2],得g(x1)=1,满足题意.③当a>0时,由x1∈[-2,2],得g(x1)∈[-2a+1,2a+1],由题意有[-2a+1,2a+1]⊆[0,2e2),解得a∈.综上,可得a∈.
(2) 已知函数f(x)=x+,g(x)=2x+a,若∀x1∈,∃x2∈[2,3],使f(x1)≤g(x2),则实数a的取值范围是____.
【解析】 由题可知f(x)max≤g(x)max,由于f(x)max=,g(x)max=8+a,所以≤8+a,解得a≥.
(1) 相等关系:
记y=f(x),x∈[a,b]的值域为A, y=g(x),x∈[c,d]的值域为B.
①若∀x1∈[a,b],∃x2∈[c,d],有f(x1)=g(x2),则A⊆B.
②若∃x1∈[a,b],∀x2∈[c,d],有f(x1)=g(x2),则A⊇B.
③若∃x1∈[a,b],∃x2∈[c,d],有f(x1)=g(x2),则A∩B≠∅.
(2) 不等关系:
①∀x1∈A,∀x2∈B,f(x1)≤g(x2)⇔f(x)max≤g(x)min.
②∃x1∈A,∃x2∈B,f(x1)≤g(x2)⇔f(x)min≤g(x)max.
③∀x1∈A,∃x2∈B,f(x1)≤g(x2)⇔f(x)max≤g(x)max.
变式4 (1) 已知f(x)在[-2,2]上的值域为[-3,3],函数g(x)=x2-2x+m.若对于任意的x1∈[-2,2],都存在x2∈[-2,2],使得g(x2)=f(x1),则实数m的取值范围是__[-5,-2]__.
【解析】 由题知函数g(x)=x2-2x+m在[-2,2]上的值域为[m-1,m+8].因为对任意的x1∈[-2,2],都存在x2∈[-2,2],使得g(x2)=f(x1),所以[-3,3]⊆[m-1,m+8],所以解得-5≤m≤-2.
(2) 已知函数f(x)=,g(x)=x-1.若存在x1,x2∈[a,a+1],使得f(x1)<g(x2)成立,则实数a的取值范围是(-1-,-2)∪(-1,+∞)__.
【解析】 由题知f(x)min<g(x)max.由g(x)=x-1在[a,a+1]上单调递增,可得g(x)max=g(a+1)=a.显然,a<-2或a>-1,当a>-1时,f(x)在[a,a+1]上单调递减,可得f(x)min=f(a+1)=.由a>,解得a>-1.当a+1<-1,即a<-2时,f(x)在[a,a+1]上单调递减,可得f(x)min=f(a+1)=.由a>,解得-1-<a<-2.综上,a的取值范围是(-1-,-2)∪(-1,+∞).
逻辑推理问题
例5 (2026·南昌期初)已知甲、乙、丙、丁四位老师参加青年教师教学大赛,问其比赛结果,他们回答如下:甲:丙第一,乙第二;乙:丙第二,丁第三;丙:丁最后,甲第二.如果每个人的两个回答中,都恰有一个是正确的,且没有并列名次,那么这次比赛获得第一、二、三、四名的依次是( A )
A.丙、甲、丁、乙 B.丙、甲、乙、丁
C.甲、乙、丙、丁 D.甲、乙、丁、丙
【解析】 若甲说的“丙第一”正确,则乙的回答中只能“丁第三”正确,丙的回答中“甲第二”正确,此时获得第一、二、三、四名的依次是丙、甲、丁、乙.若甲说的“乙第二”正确,又没有并列名次,则乙的回答中只能“丁第三”正确,丙的回答中“甲第二”正确,此时第二名出现甲、乙并列,与题设矛盾,因此第一、二、三、四名依次是丙、甲、丁、乙.
随堂内化
1.(2025·漳州二模)命题“∀x>0,x+1≤ex”的否定是( D )
A.∃x≤0,x+1≤ex B.∃x≤0,x+1>ex
C.∃x>0,x+1≤ex D.∃x>0,x+1>ex
2.(2024·新高考Ⅱ卷)已知命题p:∀x∈R,|x+1|>1;命题q:∃x>0,x3=x,则( B )
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,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.
3.若“∃x∈[0,3],x2-2x-a<0”为真命题,则实数a可取的最小整数值是( B )
A.-1 B.0
C.1 D.3
【解析】 由题意得a>x2-2x在x∈[0,3]上有解,当x=1时,x2-2x取最小值-1,则a>(x2-2x)min=-1,故a可取的最小整数值为0.
4.已知函数f(x)=x2+x,g(x)=ln(x+1)-a,若存在x1,x2∈[0,2],使得f(x1)=g(x2),则实数a的取值范围是__[-4,ln 3]__
【解析】 f(x)的值域A=[0,4],g(x)的值域B=[-a,ln 3-a].由存在x1,x2∈[0,2],使得f(x1)=g(x2),知A∩B≠∅.由A∩B=∅得4<-a或ln 3-a<0,解得a<-4或a>ln 3.故当A∩B≠∅时,-4≤a≤ln 3,所以a的取值范围是[-4,ln 3].
配套精练
A组 夯基精练
一、单项选择题
1.(2025·青岛二测)命题“∀x>y,x2>y2”的否定为( D )
A.∀x>y,x2≤y2 B.∀x<y,x2≤y2
C.∃x<y,x2≤y2 D.∃x>y,x2≤y2
2.(2025·唐山一模)已知命题p:∀x∈R,x2>0;命题q:∃x>0,ln x<0,则( B )
A.p和q都是真命题
B.p是假命题,q是真命题
C.p是真命题,q是假命题
D.p和q都是假命题
3.已知p:∀x∈R,x2+2x+a≥0;q:∀x∈R,x2+2ax+2-a≠0,若p,q一真一假,则实数a的取值范围为( A )
A.(-2,+∞) B.[1,+∞)
C.(-∞,-2]∪[1,+∞) D.(-2,1)
【解析】 若p为真,则Δ1=4-4a≤0,解得a≥1.若q为真,则Δ2=4a2-4(2-a)<0,解得-2<a<1.若p真q假,则a≥1;若p假q真,则-2<a<1.综上所述,若p,q一真一假,则实数a的取值范围为(-2,+∞).
4.(2025·德州模拟)某次考试后,甲、乙、丙、丁四名同学讨论其中一道考题,甲说:我做错了;乙说:甲做对了;丙说:我做错了;丁说:我和乙中有人做对.已知四人中只有一名同学的解答是正确的,且只有一名同学说的是正确的,则解答正确的同学是( C )
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
【解析】 若甲做对了,则甲说错了,乙说对了,丙也说对了,此时有2人说对了,不满足条件.若乙做对了,则甲说对了,乙说错了,丙也说对了,此时有2人说对了,不满足条件.若丙做对了,则甲说对了,乙说错了,丙、丁也说错了,其中只有甲1人说对了,满足条件.若丁做对了,则丁、甲、丙都说对了,不满足条件.故做对的是丙,说对的是甲.
5.已知函数f(x)=x2+3,g(x)=mx+5-m(m>0),若对任意的x1∈[1,2],总存在x2∈[-1,2],使得f(2x1)=g(x2)成立,则实数m的取值范围是( C )
A.[12,+∞) B.[10,+∞)
C.[14,+∞) D.[8,+∞)
【解析】 因为x1∈[1,2],所以2x1∈[2,4],所以f(2x1)=(2x1)2+3∈[7,19].因为对任意的x1∈[1,2],总存在x2∈[-1,2],使得f(2x1)=g(x2)成立,所以g(x2)的值域包含区间[7,19].又m>0,所以g(x)=mx+5-m在[-1,2]上是增函数,所以g(x2)∈[5-2m,5+m],所以解得m≥14.
二、多项选择题
6.下列命题中是全称量词命题并且是真命题的是( ABD )
A.矩形的对角线互相平分且相等
B.对任意非正数c,若a≤b+c,则a≤b
C.有些菱形不是平行四边形
D.对任意实数x,不等式x2-3x+7≥0恒成立
7.下列说法中正确的是( BD )
A.若∀x∈(A∩B),则x∈A或x∈B
B.∃x∈R,x2>x3
C.a>b的一个必要不充分条件是∃x0<0,a+x0≥b
D.∃x0∈R,x+2>3x0的否定是∀x∈R,x2+2≤3x
【解析】 若x∈(A∩B),则x∈A且x∈B,故A错误;当x=-1时,x2>x3,故B正确;a>b能推出∃x0<0,a+x0≥b,但反过来也成立,故C错误;∃x0∈R,x+2>3x0的否定为∀x∈R,x2+2≤3x,故D正确.
8.若“∃x∈,使得2x2-λx+1<0成立”是假命题,则实数λ的可能取值是( AB )
A. B.2
C.3 D.
【解析】 由题意可知∀x∈,2x2-λx+1≥0是真命题,则λ≤=2x+,即λ≤min,x∈.因为f(x)=2x+≥2=2,x∈,当且仅当2x=,即x=∈时等号成立,所以f(x)的最小值是2,即λ≤2.
三、填空题
9.若“∃x∈[1,4],使得2x+a+1≥0”是假命题,则实数a的取值范围是(-∞,-9)__.
10.已知函数f(x)=ax+2(a>0),g(x)=.若∃x1∈[-1,2],∀x2∈[2,3],使f(x1)=g(x2)成立,则实数a的取值范围为__[1,+∞)__.
【解析】 由函数f(x)=ax+2(a>0)在区间[-1,2]上单调递增,可得-a+2≤f(x)≤2a+2,即函数f(x)的值域构成集合A=[-a+2,2a+2].由函数g(x)=在[2,3]上单调递减,可得1≤g(x)≤2,即函数g(x)的值域构成集合B=[1,2].又∃x1∈[-1,2],∀x2∈[2,3],使f(x1)=g(x2)成立,则B⊆A,则解得a≥1,即实数a的取值范围是[1,+∞).
11.已知函数f(x)=,若∀a∈[-2,2],∃x∈,使不等式f(x)≤m2-2am+成立,则实数m的取值范围为(-∞,-3]∪[-1,1]∪[3,+∞)__.
【解析】 由题意得f(x)==1-,所以f(x)在上单调递增,所以f(x)min=f=.∀a∈[-2,2],∃x∈,使不等式f(x)≤m2-2am+成立,转化为∀a∈[-2,2],f(x)min≤m2-2am+恒成立,即∀a∈[-2,2],-2ma+m2+3≥0恒成立.令g(a)=-2ma+m2+3,所以即解得m≤-3或-1≤m≤1或m≥3,故实数m的取值范围为(-∞,-3]∪[-1,1]∪[3,+∞).
四、解答题
12.已知命题p:∀x∈R,x2+2m-3>0,命题q:∃x0∈R,x-2mx0+m+2<0.
(1) 若命题p为真命题,求实数m的取值范围;
【解答】 若命题p为真命题,则x2>3-2m对x∈R恒成立,即3-2m<(x2)min,因此3-2m<0,解得m>,即实数m的取值范围是.
(2) 若命题q为真命题,求实数m的取值范围;
【解答】 若命题q为真命题,则方程x2-2mx+m+2=0有两不等实根,所以Δ=(-2m)2-4(m+2)>0,则m2-m-2>0,解得m<-1或m>2,故实数m的取值范围是{m|m<-1或m>2}.
(3) 若命题p,q中至少有一个为真命题,求实数m的取值范围.
【解答】 若命题p,q中至少有一个为真命题,即p或q为真命题,则结合(1)(2)得m∈∪{m|m<-1或m>2}⇒m∈,因此实数m的取值范围是.
13.已知函数f(x)=x-,g(x)=x2+bx+1(a,b∈R,a≠0).
(1) 若集合为单元素集,求实数a的值;
【解答】 由题意可知,集合为单元素集,且a≠0,由x-=x-1,其中x≠0,整理可得x2-4x+4a=0,所以关于x的方程x2-4x+4a=0有两个相等的实根,所以Δ=16-16a=0,解得a=1,符合题意,故a=1.
(2) 在(1)的条件下,对任意的x1∈[2,5],总存在x2∈[2,5],使f(x1)≥g(x2)成立,求实数b的取值范围.
【解答】 当a=1时,f(x)=x-,因为函数y=x,y=-在[2,5]上均为增函数,所以函数f(x)在[2,5]上为增函数,且f(x)min=f(2)=.由题意知,存在x∈[2,5],使得g(x)≤f(x)min=,则x2+bx+1≤,可得b≤-x,所以b≤max.令h(x)=-x,其中x∈[2,5],因为函数y=,y=-x在[2,5]上均为减函数,故函数h(x)=-x在[2,5]上为减函数,所以h(x)max=h(2)=-2=-,故b≤-,因此实数b的取值范围是.
B组 能力提升练
14.若对任意m∈R,存在n∈[3,4],使得不等式(m+n)2-3≥mn+2m+an成立,则实数a的最大值为( D )
A.2 B.5
C.4 D.3
【解析】 由(m+n)2-3≥mn+2m+an,得m2+(n-2)m≥-n2+an+3.当m=1-时,m2+(n-2)m取得最小值2+(n-2)=-+n-1,所以-+n-1≥-n2+an+3.因为n>0,所以a≤n-+1.因为函数g(n)=n-+1在[3,4]上单调递增,所以g(n)max=g(4)=3-1+1=3,所以实数a的最大值为3.
15.已知函数f(x)=x-1,g(x)=kx2-(2k+1)x+k+1,其中k>1.若对任意的x1∈[2,4],存在x2∈[2,4],使得f(x1)f(x2)=g(x1)g(x2)成立,则实数k的值为____.
【解析】 因为f(x1)f(x2)=g(x1)g(x2),则=.令h(x)=(x≠1),则h(x1)=.因为h(x)===kx-k-1,则对任意的x1∈[2,4],存在x2∈[2,4],使得kx1-k-1=成立.因为k>1,则h(x1)=kx1-k-1在[2,4]上的值域为[k-1,3k-1],在[2,4]上的值域为.由题意可得[k-1,3k-1]⊆,故≤k-1<3k-1≤,则(k-1)(3k-1)=1,解得k=.
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