内容正文:
第一章 集合、常用逻辑用语与不等式
第二节 充分条件与必要条件,
全称量词与存在量词
第一章 集合、常用逻辑用语与不等式
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教材梳理
01
目
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诊断自测
02
典例精讲
03
高考再现
04
课时作业
05
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q⇒p
q
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∃x0∈M,¬p(x0)
∀x∈M,¬p(x)
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典例精讲
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高考再现
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课时作业(二)
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第一章 集合、常用逻辑用语与不等式
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第一章 集合、常用逻辑用语与不等式
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知识点1 充分条件、必要条件的判定
充分条件与必要条件的定义
从集合角度理解
若p⇒q,则p是q的充分条件,q是p的必要条件
p成立的对象的集合为A,q成立的对象的集合为B
p是q的充分不必要条件
p⇒q且______
A是B的真子集
集合
与充
要条
件的
关系
p是q的必要不充分条件
pq且______
B是A的真子集
p是q的充要条件
p⇔______
A=B
p是q的既不充分也不
必要条件
pq且______
A,B互不包含
qp
qp
思考:“p是q的充分不必要条件”与“p的充分不必要条件是q”有区别吗?
提示:有区别:前者是“p⇒q且qp”,而后者是“q⇒p且pq”.
知识点2 全称量词命题与存在量词命题
命题量词名称
命题结构
命题简记
命题的否定
全称命题
对M中任意一个x,有p(x)成立
∀x∈M,p(x)
________________
存在量
词命题
存在M中的一个x0,使p(x0)成立
∃x0∈M,p(x0)
________________
[常用结论]
1.充分条件与必要条件的两个特征
(1)对称性:若p是q的充分条件,则q是p的必要条件,即“p⇒q”⇔“q⇐p”.
(2)传递性:若p是q的充分(必要)条件,q是r的充分(必要)条件,则p是r的充分(必要)条件,即“p⇒q且q⇒r”⇒“p⇒r”(“p⇐q且q⇐r”⇒“p⇐r”).
2.(1)p⇒q等价于¬q⇒¬p.
(2)qp等价于¬p¬q.
思考辨析
1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)
(1)若已知p:x>1和q:x≥1,则p是q的充分不必要条件.( )
(2)已知集合A,B,则A∪B=A∩B的充要条件是A=B.( )
(3)写存在性命题的否定时,存在量词变为全称量词.( )
(4)“长方形的对角线相等”是存在性命题.( )
[答案] (1)√ (2)√ (3)√ (4)×
教材衍化
2.(25-26高二下·天津和平·期末)已知a∈R,则“a2>1”是“a>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] 因a2>1等价于a>1或a<-1,显然根据“a>1或a<-1”推不出“a>1”;而由a>1可以推出a2>1,故“a2>1”是“a>1”的必要不充分条件.故选B.
[答案] B
3.(2026·高三·北京·专题练习)已知命题p:∃x>1,x2-1>0,则¬p是( )
A.∀x≤1,x2-1≤0 B.∀x>1,x2-1≤0
C.∃x≤1,x2-1≤0 D.∃x>1,x2-1≤0
[解析] 因为命题p:∃x>1,x2-1>0,所以¬p:∀x>1,x2-1≤0.
故选B.
[答案] B
考题体验
4.(2026·北京卷){an},{bn}是无穷数列,则“存在常数M,使an≤M≤bn(n=1,2,3,…)”是“an≤bn(n=1,2,3,…)”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
[解析] 由题意,{an},{bn}是无穷数列,
验证充分性:
当存在常数M,使an≤M≤bn(n=1,2,3,…)时,
an≤M(n=1,2,3,…),M≤bn(n=1,2,3,…),
an≤bn(n=1,2,3,…)充分性成立,
验证必要性:
当an≤bn,bn≤n2时,此时满足an≤bn,
假设存在常数M,使an≤M≤bn(n=1,2,3,…)成立,
当n→+∞时,an=n→+∞,bn=n2→+∞,
此时,M需同时“不小于无限增大的n”和“不大于无限增大的n2”,
但不存在这样的固定常数M,
∴当an<bn时,无法必然推出“存在常数M”,即必要性不成立,
∴“存在常数M,使an≤M≤bn(n=1,2,3,…)”是“an≤bn(n=1,2,3,…)”的充分不必要条件.
[答案] A
5.(2026·上海卷)对于任意两个复数z,ω,如果满足“z-ω∈R”或“z-∈R”,那么就称z和ω伴随.则当z和ω伴随,则ω-i和z+i伴随的充要条件是( )
A.Reω+Rez=0 B.Reω-Rez=0
C.Imω+Imz=0 D.Imω-Imz=0
[解析] 设z=x+yi,ω=a+bi,x,y∈R,a,b∈R,则z-ω=(x-a)+(y-b)i∈R⇒y-b=0(虚部为0)或z-=(x-a)+(y+b)i∈R⇒y+b=0(虚部为0),所以z和ω伴随,有y-b=0或y+b=0,又因为(ω-i)-(z+i)=(a-x)+(b-y-2)i∈R⇒b-y-2=0,(ω-i)-=(a-x)+(b+y)i∈R⇒b+y=0,所以ω-i和z+i伴随的充要条件是b+y=0,即Imω+Imz=0.
[答案] C
[例1] 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)对数函数都是单调函数;
(2)至少有一个整数,它既能被2整除,又能被5整除;
(3)∀x∈{x|x是无理数},x2是无理数;
(4)∃x∈{x|x∈Z},log2 x>0.
[思路点拨] 判断一个命题是全称量词命题还是存在量词命题,主要看命题中是否含有全称量词或存在量词,对于有的题目隐含了全称量词或存在量词,要注意对其进行改写来找到.对于(1)隐含了全称量词“任意的”,因此需要对其进行改写,(2)(3)(4)则从题目中可以看出全称量词与存在量词.
[自主解答] (1)本题隐含了全称量词“任意的”,其实原命题应为:“任意的对数函数都是单调函数”,是全称命题,且为真命题.
(2)命题中含有存在量词“至少有一个”,因此是特称命题,且为真命题.
(3)命题中含有全称量词“∀”,是全称命题,且为假命题,例如:∃x0=,但x=3是有理数.
(4)命题中含有存在量词“∃”,是特称命题,且为真命题.
[例2] (25-26高一上·广东广州·期中)写出这些命题的否定,并判断其否定命题的真假:
(1)∀x∈Z,x2与3的和不等于0;
(2)三角形的三个内角都为60°;
(3)存在一个实数x,使>2.
[自主解答] (1)∃x∈Z,x2+3=0,假命题.
(2)存在一个三角形的三个内角不都为60°,真命题.
(3)∀x∈R,≤2,假命题.
[解题心得] 对于全称命题p:∀x∈M,p(x),其否定为¬p:∃x∈M,¬p(x);对于特称命题q:∃x∈M,q(x),其否定为¬q:∀x∈M,¬q(x).当一个命题中的量词省略时,要注意不能出错,应先补全量词,再进行否定.
[例3] 指出下列各组命题中,p是q的什么条件?
(1)p:a+b=2,q:直线x+y=0与圆(x-a)2+(y-b)2=2相切;
(2)p:|x|=x,q:x2+x≥0;
(3)设l,m均为直线,α为平面,其中l⊄α,m⊂α,p:l∥α,q:l∥m;
(4)设α∈,β∈,p:α<β,q:tan α<tan β.
[思路点拨] (1)先分清命题的条件与结论;
(2)分析由前者能否推出后者,由后者能否推出前者,也可利用反例来推证.
[自主解答] (1)若a+b=2,圆心(a,b)到直线x+y=0的距离d==2=r,所以直线与圆相切,反之,若直线与圆相切,
则|a+b|=2,∴a+b=±2,
故p是q的充分不必要条件.
(2)若|x|=x,则x2+x=x2+|x|≥0成立.
反之,若x2+x≥0,即x(x+1)≥0,
则x≥0或x≤-1.
当x≤-1时,|x|=-x≠x,
因此,p是q的充分不必要条件.
(3)∵l∥αl∥m,但l∥m⇒l∥α,
∴p是q的必要不充分条件.
(4)∵x∈时,正切函数y=tan x是单调递增的,
∴当α∈,β∈,且α<β时,tan α<tan β,
反之也成立.
∴p是q的充要条件.
[解题心得] 解决此类题目首先要分清条件与结论,然后分析由前者能否推出后者,由后者能否推出前者,或利用反例来推证.
[例4] (2026·高三·全国·专题练习)若“∀x∈R,x2-ax-2a>0”是假命题,则实数a的取值范围是________.
[思路点拨] 根据“∀x∈R,x2-ax-2a>0”是假命题,得出它的否定命题是真命题,利用二次函数与一元二次不等式的关系即可求出实数a的取值范围.
[自主解答] 由题意得“∃x∈R,x2-ax-2a≤0”为真命题,所以Δ=a2+8a≥0,解得a≤-8或a≥0.
∴实数a的取值范围为(-∞,-8]∪[0,+∞).
[答案] (-∞,-8]∪[0,+∞)
[解题心得] 1.解题“2关键”
(1)把充分、必要条件转化为集合之间关系.
(2)根据集合之间关系列出关于参数的不等式(组)求解.
2.解题“1注意”
求解参数的取值范围时,一定要注意区间端点值的检验,尤其是利用两个集合之间的关系求解参数的取值范围时,不等式是否能够取等号决定端点值的取舍,处理不当容易出现漏解或增解的现象.
1.(2025·天津卷)设x∈R,则“x=0”是“sin 2x=0”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] 由x=0⇒sin 2x=sin 0=0,则“x=0”是“sin 2x=0”的充分条件;又当x=π时,sin 2x=sin 2π=0,可知sin 2x=0⇒x=0,故“x=0”不是“sin 2x=0”的必要条件,综上可知,“x=0”是“sin 2x=0”的充分不必要条件.故选A.
[答案] A
2.(2026·天津卷)设x∈R,则“x>0”是“x2+3x>0”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
[解析] 由x2+3x>0,解得:x<-3或x>0,即x>0时,x2+3x>0成立,反之不成立,所以“x>0”是“x2+3x>0”的充分而不必要条件.
[答案] A
3.(2025·北京卷)已知函数f(x)的定义域为D,则“f(x)的值域为R”是“对任意M∈R,存在x0∈D,使得|f(x0)|>M”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] 若函数f(x)的值域为R,则对任意M∈R,一定存在x0∈D,使得f(x0)=|M|+1,则|f(x0)|=|M|+1>M,充分性成立;取f(x)=2x,D=R,则对任意M∈R,一定存在x1∈D,使得f(x1)=|M|+1,则|f(x0)|=|M|+1>M,但此时函数f(x)的值域为(0,+∞),必要性不成立;所以“f(x)的值域为R”是“对任意M∈R,存在x0∈D,使得|f(x0)|>M”的充分不必要条件.故选A.
4.(2024·新课标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
[分析] 对于两个命题而言,可分别取x=-1、x=1,再结合命题及其否定的真假性相反即可得解.
[解析] 对于p而言,取x=-1,则有|x+1|=0<1,故p是假命题,¬p是真命题,对于q而言,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.故选B.
[答案] B
5.(2024·天津卷)设a,b∈R,则“a3=b3”是“3a=3b”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
[分析] 说明二者与同一个命题等价,再得到二者等价,即是充分必要条件.
[解析] 根据立方的性质和指数函数的性质,a3=b3和3a=3b都和a=b是充分必要条件,所以二者互为充要条件.故选C.
[答案] C
6.(2025·北京卷)已知函数f(x)的定义域为D,则“f(x)的值域为R”是“对任意M∈R,存在x0∈D,使得|f(x0)|>M”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] 若函数f(x)的值域为R,则对任意M∈R,一定存在x1∈D,使得f(x1)=|M|+1,取x0=x1,则|f(x0)|=|M|+1>M,充分性成立;取f(x)=2x,D=R,则对任意M∈R,一定存在x1∈D,使得f(x1)=|M|+1,取x0=x1,则|f(x0)|=|M|+1>M,但此时函数f(x)的值域为(0,+∞),必要性不成立;所以“f(x)的值域为R”是“对任意M∈R,存在x0∈D,使得|f(x0)|>M”的充分不必要条件.故选A.
[答案] A
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