内容正文:
1.2.2 全称量词命题与存在量词命题的否定 知识清单
人教B版(2019) 必修第一册 第一章《集合与常用逻辑用语》
“否定”是逻辑的基本操作:把一个命题说成它的反面,真就变假、假就变真;含量词的命题作否定时,量词还要随之互换
图 1 本节知识地图:命题的否定(真值相反)、全称量词命题的否定、存在量词命题的否定、关键词的否定
一、学习目标与重难点
维度
内容
学习
目标
① 理解命题的否定的含义,知道命题 p 与它的否定 ¬p 真假相反;
② 掌握全称量词命题的否定:∀x∈M, q(x) 的否定是 ∃x∈M, ¬q(x);
③ 掌握存在量词命题的否定:∃x∈M, p(x) 的否定是 ∀x∈M, ¬p(x);
④ 会区分“命题的否定”与“否命题”,会写常用关键词的否定形式。
重点
命题的否定的含义;全称量词命题与存在量词命题的否定(改量词、否结论)
难点
否定含有关键词(如“都是”“至少有一个”)的命题;分清“命题的否定”(只否结论)与“否命题”(条件结论都否)
上节课认识了命题与两类量词命题(全称量词命题、存在量词命题)。本节课研究怎样对它们作"否定"——这既是逻辑的基本操作,也是今后判定命题真假、进行推理论证的重要工具。
二、情境引入
观察下面两个命题及其真假,说说怎样把它们“说反”:
①所有的菱形都是平行四边形。(真命题)
②存在实数 x,使 。(假命题)
把“真”说成“假”、把“假”说成“真”,就是做“否定”。① 的否定是“不都是平行四边形”,② 的否定是“对任意实数 x,都有 ”。可以看到:否定一个命题,不只是加个“不”字那么简单——尤其当命题里含有量词时,量词本身也要随之改变。这就是本节课要解决的问题。
三、命题的否定
一般地,对命题 p 作否定,得到一个新命题,记作 (读作“非 p”)。
命题 p 与它的否定 真假相反(一真一假):
真值相反若 p 为真,则 为假;若 p 为假,则 为真。两者一真一假。
两个要点① 本身也是一个命题;② 对 再作否定,就回到原命题 p。
图 2 命题的否定:对 p 否定得 ¬p,p 与 ¬p 真值相反
四、全称量词命题的否定
全称量词命题 表示“对集合 M 中的任意一个 x,q(x) 都成立”。要否定它,只需要说明“在 M 中存在一个 x,使 q(x) 不成立”。于是量词由“任意”变为“存在”,结论 q(x) 被否定为 。
因此: 的否定是 。
要点全称量词命题的否定,是存在量词命题;否定时把全称变存在,并对结论作否定。
举例 的否定是 ; 的否定是 。
五、存在量词命题的否定
存在量词命题 表示“在 M 中至少存在一个 x,使 p(x) 成立”。要否定它,需要说明“对 M 中的任意一个 x,p(x) 都不成立”。于是量词由“存在”变为“任意”,结论 p(x) 被否定为 。
因此: 的否定是 。
要点存在量词命题的否定,是全称量词命题;否定时把存在变全称,并对结论作否定。
举例 的否定是 ; 的否定是 。
六、量词否定互换法则与关键词的否定
把两类量词命题的否定合起来看,可以归纳出一条统一法则:
量词否定互换法则否定一个量词命题时,量词互换(全称变存在),并对结论作否定。
原命题
它的否定
量词与结论的变化
全称变存在,否定结论
存在变全称,否定结论
图 3 量词否定互换法则:全称变存在、存在变全称,并且否定结论
常用关键词的否定形式
命题里常出现一些“整体性”“存在性”的词语,否定时要按其逻辑含义改写,不能简单地在前面加“不”:
原词
它的否定
说明
都是
不都是(不是“都不是”)
“不都是”允许有一部分满足,与“都不是”不同
都不是
至少有一个是
整体否定换成存在性肯定
至少有一个
一个也没有(全没有)
存在性换成整体性否定
大于
不大于(即 ≤,含等于)
不能写成“小于”
小于
不小于(即 ≥,含等于)
不能写成“大于”
任意(所有)
存在一个不……
全称换存在,并否定谓词
书写否定命题的一般步骤
① 定结构先判断原命题是简单命题、含量词命题,还是“若 p 则 q”形命题。
② 选法则简单命题与“若 p 则 q”形命题只否定结论;含量词命题先用量词否定互换法则改量词,再否定结论。
③ 验真假写出否定后,用“命题与其否定真值相反”检验——由原命题的真假可直接得到否定命题的真假。
七、命题的否定 与 否命题 的区别
“命题的否定”与“否命题”是两个容易混淆的概念,必须分清:
图 4 命题的否定 与 否命题 的区别:前者只否结论,后者条件与结论都否
本质区别命题的否定对任意命题都适用,只否定结论;否命题只对“若 p 则 q”形命题,条件与结论都否定。
以“若 p 则 q”为例命题的否定:若 p 则 ;否命题:若 则 。两者一般不是同一个命题。
下面通过一个具体例子,看清“命题的否定”与“否命题”的差别:
原命题:若两条边相等,则这两个角相等。
命题的否定(只否结论):若两条边相等,则这两个角不相等。
否命题(条件与结论都否):若两条边不相等,则这两个角不相等。
要点:两者一般不是同一个命题,真假也往往不同,不能混为一谈。
联系:原命题为真时,其否命题可能真也可能假,需另行判断;原命题为假时同理,两者真假没有必然联系。
八、例题
图 5 命题的否定的写法举例:原命题 → 它的否定(注意量词互换与关键词改写)
例 1(全称量词命题的否定)
写出下列命题的否定:
①对任意实数 x,都有 ;
②所有矩形都是正方形。
解:① 全称变存在、否结论,否定为 。② 否定为“存在一个矩形,它不是正方形”。
例 2(存在量词命题的否定)
写出下列命题的否定:
①存在实数 x,使 ;
②存在偶数不是 2 的倍数。
解:① 存在变全称、否结论,否定为 。② 否定为“对任意偶数,它都是 2 的倍数”。
例 3(命题的否定 与 否命题 辨析)
命题“若整数 n 能被 2 整除,则 n 是偶数”。分别写出它的命题的否定和否命题。
解:命题的否定(只否结论):若整数 n 能被 2 整除,则 n 不是偶数。
否命题(条件与结论都否):若整数 n 不能被 2 整除,则 n 不是偶数。
可以看到,两者只在条件部分不同:命题的否定保留原条件,否命题把条件也否定了。
例 4(写出否定并判断真假)
写出下列命题的否定,并判断原命题与它的否定的真假:
①存在实数 x,使 ;
②对任意有理数 q,都有 q 能写成分数的形式。
解:① 存在变全称、否结论,否定为 。原命题为真(如 x=−1 时成立),其否定为假。② 全称变存在、否结论,否定为“存在有理数 q,使 q 不能写成分数的形式”。原命题为真,其否定为假。
九、易错辨析
“都是”的否定不是“都不是”“都是”的否定是“不都是”(允许有一部分满足,也允许全不满足);“都不是”语气更强,两者不等价。
否定量词命题别忘了换量词全称命题的否定一定是存在命题,存在命题的否定一定是全称命题;只把结论加“不”而量词不变,得到的并不是原命题的否定。
“命题的否定”与“否命题”莫混淆前者只否结论、对任意命题可用;后者只针对“若 p 则 q”,条件结论都否。
“大于”的否定不是“小于”“大于”的否定是“不大于”(即 ≤,包含等于);“小于”的否定是“不小于”(即 ≥)。
十、本节边界
本节已学命题的否定(,与 p 真值相反);全称量词命题的否定(全称变存在、否结论);存在量词命题的否定(存在变全称、否结论);常用关键词的否定形式;“命题的否定”与“否命题”的辨析。
本节不涉及用命题的真假刻画条件与结论之间的内在联系,留待后续课时研究。
十一、课后巩固
1. 写出否定写出下列命题的否定:① 所有质数都是奇数;② 存在实数 x 使 。
2. 全称命题否定写出“对任意自然数 n,都有 ”的否定,并说明原命题与它的否定命题的真假。
3. 存在命题否定写出“存在整数 m,使 m 能被 2 整除且 m>10”的否定。
4. 关键词否定将下列命题否定,注意“都是”“至少有一个”的处理:① 班里的同学都是男生;② 至少有一个同学及格了。
5. 辨析命题“若 ,则 ”。分别写出它的命题的否定和否命题。
6. 综合应用判断下列命题的真假,再写出其否定并说明否定命题的真假:① ;② 。
7. 关键词否定写出“至少有一个偶数是质数”的否定,并判断原命题与它的否定的真假。
8. 存在命题否定写出“存在实数 x,使 ”的否定,并判断原命题与它的否定的真假。
参考答案
1. ① 存在一个质数不是奇数(如 2 是偶数);② (即不存在使 的实数)。
2. 否定:。原命题为真(自然数平方非负);否定命题为假(实数平方非负,不存在这样的自然数)。
3. 否定:对任意整数 m,m 不能被 2 整除,或 m≤10(即“能被 2 整除且大于 10”的反面)。
4. ① 班里的同学不都是男生(即至少有一个女生);② 班里的同学全没有及格(即一个及格的也没有)。
5. 命题的否定:若 ,则 (只否结论);否命题:若 ,则 (条件结论都否)。两者不同。
6. ① 原命题真(对任意实数 x 都有 ),其否定 为假命题;② 原命题假,其否定 为真命题。
7. 否定为“所有偶数都不是质数”。原命题为真(2 既是偶数又是质数),其否定为假。
8. 否定为 。原命题为真(x=0 或 x=1 都满足),其否定为假。
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