【数学】2019届一轮复习北师大版全称量词与存在量词、逻辑联结词学案
1.3 简单的逻辑联结词、全称量词与存在量词
最新考纲
考情考向分析
1.了解逻辑联结词“或”“且”“非”的含义.
2.理解全称量词和存在量词的意义.
3.能正确地对含有一个量词的命题进行否定.
逻辑联结词和含有一个量词的命题的否定是高考的重点;命题的真假判断常以函数、不等式为载体,考查学生的推理判断能力,题型为选择、填空题,低档难度.
1.全称量词与存在量词
(1)常见的全称量词有“所有”“每一个”“任何”“任意一条”“一切”等.
(2)常见的存在量词有“有些”“至少有一个”“有一个”“存在”等.
2.全称命题与特称命题
(1)含有全称量词的命题叫全称命题.
(2)含有存在量词的命题叫特称命题.
3.命题的否定
(1)全称命题的否定是特称命题;特称命题的否定是全称命题.
(2)p或q的否定:非p且非q;p且q的否定:非p或非q.
4.简单的逻辑联结词
(1)命题中的“且”、“或”、“非”叫作逻辑联结词.
(2)简单复合命题的真值表:
p
q
綈p
綈q
p或q
p且q
真
真
假
假
真
真
真
假
假
真
真
假
假
真
真
假
真
假
假
假
真
真
假
假
知识拓展
1.含有逻辑联结词的命题真假的判断规律
(1)p或q:p,q中有一个为真,则p或q为真,即有真为真.
(2)p且q:p,q中有一个为假,则p且q为假,即有假即假.
(3)綈p:与p的真假相反,即一真一假,真假相反.
2.含有一个量词的命题的否定的规律是“改量词,否结论”.
3.命题的否定和否命题的区别:命题“若p,则q”的否定是“若p,则綈q”,否命题是“若綈p,则綈q”.
题组一 思考辨析
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)命题“3≥2”是真命题.( √ )
(2)命题p和綈p不可能都是真命题.( √ )
(3)若命题p,q中至少有一个是真命题,则p或q是真命题.( √ )
(4)“全等三角形的面积相等”是特称命题.( × )
(5)命题綈(p且q)是假命题,则命题p,q中至少有一个是真命题.( × )
题组二 教材改编
2.已知p:2是偶数,q:2是质数,则命题綈p,綈q,p或q,p且q中真命题的个数为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
答案 B
解析 p和q显然都是真命题,所以綈p,綈q都是假命题,p或q,p且q都是真命题.
3.命题“正方形都是矩形”的否定是____________________________________.
答案 存在一个正方形,这个正方形不是矩形
题组三 易错自纠
4.已知命题p,q,“綈p为真”是“p且q为假”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分又不必要条件
答案 A
解析 由綈p为真知,p为假,可得p且q为假;反之,若p且q为假,则可能是p真q
假,从而綈p为假,故“綈p为真”是“p且q为假”的充分不必要条件,故选A.
5.(2017·贵阳调研)下列命题中的假命题是( )
A.存在x∈R,lg x=1 B.存在x∈R,sin x=0
C.任意x∈R,x3>0 D.任意x∈R,2x>0
答案 C
解析 当x=10时,lg 10=1,则A为真命题;
当x=0时,sin 0=0,则B为真命题;
当x<0时,x3<0,则C为假命题;
由指数函数的性质知,任意x∈R,2x>0,则D为真命题.
故选C.
6.已知命题p:任意x∈R,x2-a≥0;命题p:存在x∈R,x2+2ax+2-a=0.若命题“p且q”是真命题,则实数a的取值范围为__________.
答案 (-∞,-2]
解析 由已知条件可知p和q均为真命题,由命题p为真得a≤0,由命题q为真得Δ=4a2-4(2-a)≥0,即a≤-2或a≥1,所以a≤-2.
题型一 含有逻辑联结词的命题的真假判断
1.(2018·济南调研)设a,b,c是非零向量.已知命题p:若a·b=0,b·c=0,则a·c=0;命题q:若a∥b,b∥c,则a∥c.则下列命题中的真命题是( )
A.p或q B.p且q
C.(綈p)且(綈q) D.p或(綈q)
答案 A
解析 如图所示,
若a=,b=,c=,则a·c≠0,命题p为假命题;显然命题q为真命题,所以p或q为真命题.故选A.
2.(2017·山东)已知命题p:任意x>0,ln(x+1)>0;命题q:若a>b,则a2>b2.
下列命题为真命题的是( )
A.p且q B.p且(綈q)
C.(綈p)且q D.(綈p)且(綈q)
答案 B
解析 ∵x>0,∴x+1>1,∴ln(x+1)>ln 1=0.
∴命题p为真命题,∴綈p为假命题.
∵a>b,取a=1,b=-2,而12=1,(-2)2=4,
此时a2<b2,
∴命题q为假命题,∴綈q为真命题.
∴p且q为假命题,p且(綈q)为真命题,(綈p)且q为假命题,(綈p)且(綈q)为假命题.故选B.
3.已知命题p:若平面α⊥平面β,平面γ⊥平面β,则有平面α∥平面γ.命题q:在空间中,对于三条不同的直线a,b,c,若a⊥b,b⊥c,则a∥c.对以上两个命题,有以下命题:
①p且q为真;②p或q为假;③p或q为真;④(綈p)或(綈q)为假.
其中,正确的是________.(填序号)
答案 ②
解析 命题p是假命题,这是因为α与γ也可能相交;命题q也是假命题,这两条直线也可能异面,相交.
思维升华“p或q”“p且q”“綈p”等形式命题真假的判断步骤
(1)确定命题的构成形式;
(2)判断其中命题p,q的真假;
(3)确定“p且q”“p或q”“綈p”等形式命题的真假.
题型二 含有一个量词的命题
命题点1 全称命题、特称命题的真假
典例下列四个命题:
p1:存在x∈(0,+∞),x<x;
p2:存在x∈(0,1),x>x;
p3:任意x∈(0,+∞),x>x;
p4:任意x∈,x<x.
其中真命题是( )
A.p1,p3 B.p1,p4
C.p2,p3 D.p2,p4
答案 D
解析 对于p1,当x∈(0,+∞)时,总有x>x成立,故p1是假命题;
对于p2,当x=时,有1==>成立,故p2是真命题;
对于p3,结合指数函数y=x与对数函数y=x在(0,+∞)上的图像,可以判断p3是假命题;
对于p4,结合指数函数y=x与对数函数y=x在上的图像,可以判断p4是真命题.
命题点2 含一个量词的命题的否定
典例 (1)命题“任意x∈R,x>0”的否定是( )
A.存在x∈R,x<0 B.任意x∈R,x≤0
C.任意x∈R,x<0 D.存在x∈R,x≤0
答案 D
解析 全称命题的否定是特称命题,“>”的否定是“≤”.
(2)(2017·河北五个一名校联考)命题“存在x∈R,1<f(x)≤2”的否定形式是( )
A.任意x∈R,1<f(x)≤2
B.存在x∈R,1<f(x)≤2
C.存在x∈R,f(x)≤1或f(x)>2
D.任意x∈R,f(x)≤1或f(x)>2
答案 D
解析 特称命题的否定是全称命题,原命题的否定形式为“任意x∈R,f(x)≤1或f(x)>2”.
思维升华 (1)判定全称命题“任意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;要判断特称命题是真命题,只要在限定集合内找到一个x,使p(x)成立.
(2)对全(特)称命题进行否定的方法
①找到命题所含的量词,没有量词的要结合命题的含义先加上量词,再改变量词;
②对原命题的结论进行否定.
跟踪训练 (1)下列命题是假命题的是( )
A.存在α,β∈R,使cos(α+β)=cos α+cos β
B.任意φ∈R,函数f(x)=sin(2x+φ)都不是偶函数
C.存在x∈R,使x3+ax2+bx+c=0(a,b,c∈R且为常数)
D.任意a>0,函数f(x)=ln2x+ln x-a有零点
答案 B
解析 取α=,β=-,cos(α+β)=cos α+cos β,
A正确;
取φ=,函数f(x)=sin=cos 2x是偶函数,B错误;
对于三次函数y=f(x)=x3+ax2+bx+c,当x→-∞时,y→-∞,当x→+∞时,y→+∞,又f(x)在R上为连续函数,故存在x∈R,使x3+ax2+bx+c=0,C正确;
当f(x)=0时,ln2x+ln x-a=0,则有a=ln2x+ln x=2-≥-,所以任意a>0,函数f(x)=ln2x+ln x-a有零点,D正确,综上可知,选B.
(2)(2017·福州质检)已知命题p:“存在x∈R,ex-x-1≤0”,则綈p为( )
A.存在x∈R,ex-x-1≥0
B.存在x∈R,ex-x-1>0
C.任意x∈R,ex-x-1>0
D.任意x∈R,ex-x-1≥0
答案 C
解析 根据全称命题与特称命题的否定关系,可得綈p为“任意x∈R,ex-x-1>0”,故选C.
题型三 含参命题中参数的取值范围
典例 (1)已知命题p:关于x的方程x2-ax+4=0有实根;命题q:关于x的函数y=2x2+ax+4在[3,+∞)上是增函数,若p且q是真命题,则实数a的取值范围是________________.
答案 [-12,-4]∪[4,+∞)
解析 若命题p是真命题,则Δ=a2-16≥0,
即a≤-4或a≥4;若命题q是真命题,
则-≤3,即a≥-12.
∵p且q是真命题,∴p,q均为真,
∴a的取值范围是[-12,-4]∪[4,+∞).
(2)已知f(x)=ln(x2+1),g(x)=x-m,若对任意x1∈[0,3],存在x2∈[1,2],使得f(x1)≥g(x2),则实数m的取值范围是________________.
答案
解析 当x∈[0,3]时,f(x)min=f(0)=0,当x∈[1,2]时,
g(x)min=g(2)=-m,由f(x)min≥g(x)min,
得0≥-m,所以m≥.
引申探究
本例(2)中,若将“存在x2∈[1,2]”改为“任意x2∈[1,2]”,其他条件不变,则实数m的取值范围是________________.
答案
解析 当x∈[1,2]时,g(x)max=g(1)=-m,
由f(x)min≥g(x)max,得0≥-m,
∴m≥.
思维升华 (1)已知含逻辑联结词的命题的真假,可根据每个命题的真假,利用集合的运算求解参数的取值范围.(2)对于含量词的命题中求参数的取值范围的问题,可根据命题的含义,利用函数值域(或最值)解决.
跟踪训练 (1)已知命题“存在x∈R,使2x2+(a-1)x+≤0”是假命题,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,-1) B.(-1,3)
C.(-3,+∞) D.(-3,1)
答案 B
解析 原命题的否定为任意x∈R,2x2+(a-1)x+>0,由题意知,其为真命题,即Δ=(a-1)2-4×2×<0,则-2<a-1<2,即-1<a<3.
(2)(2017·洛阳模拟)已知p:任意x∈,2x
,
又x∈时,max=,
故当p为真时,m>;
函数f(x)=4x+2x+1+m-1=(2x+1)2+m-2,
令f(x)=0,得2x=-1,
若f(x)存在零点,
则-1>0,解得m<1,
故当q为真时,m<1.
若“p且q”为真命题,则实数m的取值范围是.
常用逻辑用语
考点分析有关四种命题及其真假判断、充分必要条件的判断或求参数的取值范围、量词等问题几乎在每年高考中都会出现,多与函数、数列、立体几何、解析几何等知识相结合,难度中等偏下.解决这类问题应熟练把握各类知识的内在联系.
一、命题的真假判断
典例1 (1)(2017·佛山模拟)已知a,b都是实数,那么“>”是“ln a>ln b”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
(2)(2017·江西红色七校联考)已知函数f(x)=给出下列两个命题:命题p:存在m∈(-∞,0),方程f(x)=0有解,命题q:若m=,则f(f(-1))=0,则下列命题为真命题的是( )
A.p且q B.(綈p)且q
C.p且(綈q) D.(綈p)且(綈q)
解析 (1)由ln a>ln b⇒a>b>0⇒>,故必要性成立.当a=1,b=0时,满足>,但ln b无意义,所以ln a>ln b不成立,故充分性不成立.
(2)因为3x>0,当m<0时,m-x2<0,
所以命题p为假命题;
当m=时,因为f(-1)=3-1=,
所以f(f(-1))=f=-2=0,
所以命题q为真命题,
逐项检验可知,只有(綈p)且q为真命题,故选B.
答案 (1)B (2)B
二、充要条件的判断
典例2 (1)(2017·湖南五市十校联考)已知数列{an}的前n项和Sn=Aqn+B(q≠0),则“A=-B”是“数列{an}是等比数列”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
(2)(2017·湖北七市联考)已知圆C:(x-1)2+y2=r2(r>0).设p:0<r<3,q:圆C上至多有2个点到直线x-y+3=0的距离为1,则p是q的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
解析 (1)若A=B=0,则Sn=0,数列{an}不是等比数列;若数列{an}是等比数列,则由a1=Aq+B,a2=Aq2-Aq,a3=Aq3-Aq2及=,得A=-B,故选B.
(2)圆C:(x-1)2+y2=r2的圆心(1,0)到直线x-y+3=0的距离d==2.当r∈(0,1)时,直线与圆相离,圆C上没有到直线的距离为1的点;当r=1时,直线与圆相离,圆C上只有1个点到直线的距离为1;当r∈(1,2)时,直线与圆相离,圆C上有2个点到直线的距离为1;当r=2时,直线与圆相切,圆C上有2个点到直线的距离为1;当r∈(2,3)时,直线与圆相交,圆C上有2个点到直线的距离为1.综上,当r∈(0,3)时,圆C上至多有2个点到直线的距离为1,又由圆C上至多有2个点到直线的距离为1,可得0<r<3,故p是q的充要条件,故选C.
答案 (1)B (2)C
三、求参数的取值范围
典例3 (1)已知命题p:任意x∈[0,1],a≥ex,命题q:存在x∈R,x2+4x+a=0,若命题“p且q”是真命题,则实数a的取值范围是__________.
(2)已知函数f(x)=x+,g(x)=2x+a,若任意x1∈,存在x2∈[2,3]使得f(x1)≥g(x2),则实数a的取值范围是________.
解析 (1)命题“p且q”是真命题,p和q均是真命题.当p是真命题时,a≥(ex)max=e;当q为真命题时,Δ=16-4a≥0,a≤4,所以a∈[e,4].
(2)∵x∈,∴f(x)≥2=4,当且仅当x=2时,f(x)min=4,当x∈[2,3]时,g(x)min=22+a=4+a,依题意知f(x)min≥g(x)min,即4≥a+4,
∴a≤0.
答案 (1)[e,4] (2)(-∞,0]
1.已知命题p:对任意x∈R,总有2x>0;q:“x>1”是“x>2”的充分不必要条件.则下列命题为真命题的是( )
A.p且q B.(綈p)且(綈q)
C.(綈p)且q D.p且(綈q)
答案 D
解析 因为指数函数的值域为(0,+∞),所以对任意x∈R,y=2x>0恒成立,故p为真命题;因为当x>1时,x>2不一定成立,反之,当x>2时,一定有x>1成立,故“x>1”是“x>2”的必要不充分条件,故q为假命题.则p且q,綈p为假命题,綈q为真命题,(綈p)且(綈q),(綈p)且q为假命题,p且(綈q)为真命题,故选D.
2.设命题p:函数y=sin 2x的最小正周期为;命题q:函数y=cos x的图像关于直线x=对称,则下列判断正确的是( )
A.p为真 B.綈q为假
C.p且q为假 D.p或q为真
答案 C
解析 函数y=sin 2x的最小正周期为=π,故命题p为假命题;x=不是y=cos x的对称轴,故命题q为假命题,故p且q为假.故选C.
3.下列命题中为假命题的是( )
A.任意x∈,x>sin x
B.存在x∈R,sin x+cos x=2
C.任意x∈R,3x>0
D.存在x∈R,lg x=0
答案 B
解析 对于A,令f(x)=x-sin x,则f′(x)=1-cos x,当x∈时,f′(x)>0.从而f(x)在上是增函数,则f(x)>f(0)=0,即x>sin x,故A正确;对于B,由sin x+cos x=sin≤<2知,不存在x∈R,使得sin x+cos x=2,故B错误;对于C,易知3x>0,故C正确;对于D,由lg 1=0知,D正确.故选B.
4.(2017·豫西五校联考)若定义域为R的函数f(x)不是偶函数,则下列命题中一定为真命题的是( )
A.任意x∈R,f(-x)≠f(x)
B.任意x∈R,f(-x)=-f(x)
C.存在x∈R,f(-x)≠f(x)
D.存在x∈R,f(-x)=-f(x)
答案 C
解析 由题意知任意x∈R,f(-x)=f(x)是假命题,则其否定为真命题,存在x∈R,f(-x)≠f(x)是真命题,故选C.
5.(2017·安庆二模)设命题p:存在x∈(0,+∞),x+>3;命题q:任意x∈(2,+∞),x2>2x,则下列命题为真的是( )
A.p且(綈q) B.(綈p)且q
C.p且q D.(綈p)或q
答案 A
解析 对于命题p,当x0=4时,x0+=>3,故命题p为真命题;对于命题q,当x=4时,24=42=16,即存在x∈(2,+∞),使得2x=x2成立,故命题q为假命题,所以p且(綈q)为真命题,故选A.
6.(2018届东莞外国语学校月考)已知命题p:存在x∈R,cos x=;命题q:任意x∈R,x2-x+1>0.则下列结论正确的是( )
A.命题p且q是真命题
B.命题p且(綈q)是真命题
C.命题(綈p)且q是真命题
D.命题(綈p)或(綈q)是假命题
答案 C
解析 因为对任意x∈R,都有cos x≤1成立,而>1,所以命题p:存在x∈R,cos x=是假命题;因为对任意的x∈R,x2-x+1=2+>0,
所以命题q:任意x∈R,x2-x+1>0是真命题.
由此对照各个选项,可知命题(綈p)且q是真命题.
7.下列命题中,真命题是( )
A.存在x∈R,ex≤0
B.任意x∈R,2x>x2
C.a+b=0的充要条件是=-1
D.“a>1,b>1”是“ab>1”的充分条件
答案 D
解析 因为y=ex>0,x∈R恒成立,所以A不正确;
因为当x=-5时,2-5<(-5)2,所以B不正确;
“=-1”是“a+b=0”的充分不必要条件,C不正确;
当a>1,b>1时,显然ab>1,D正确.
8.命题p:任意x∈R,ax2+ax+1≥0,若綈p是真命题,则实数a的取值范围是( )
A.(0,4] B.[0,4]
C.(-∞,0]∪[4,+∞) D.(-∞,0)∪(4,+∞)
答案 D
解析 因为命题p:任意x∈R,ax2+ax+1≥0,
所以綈p:存在x∈R,ax2+ax+1<0,
则a<0或解得a<0或a>4.
9.命题p的否定是“对所有正数x,>x+1”,则命题p可写为____________________.
答案 存在x∈(0,+∞),≤x+1
解析 因为p是綈p的否定,所以只需将全称命题变为特称命题,再对结论否定即可.
10.已知函数f(x)的定义域为(a,b),若“存在x∈(a,b),f(x)+f(-x)≠0”是假命题,则f(a+b)=________.
答案 0
解析 若“存在x∈(a,b),f(x)+f(-x)≠0”是假命题,则“任意x∈(a,b),f(x)+f(-x)=0”是真命题,即f(-x)=-f(x),则函数f(x)是奇函数,则a+b=0,即f(a+b)=f(0)=0.
11.以下四个命题:
①任意x∈R,x2-3x+2>0恒成立;②存在x∈Q,x2=2;③存在x∈R,x2+1=0;④任意x∈R,4x2>2x-1+3x2.其中真命题的个数为________.
答案 0
解析 ∵x2-3x+2=0的判别式Δ=(-3)2-4×2>0,
∴当x>2或x<1时,x2-3x+2>0才成立,
∴①为假命题;
当且仅当x=±时,x2=2,
∴不存在x∈Q,使得x2=2,∴②为假命题;
对任意x∈R,x2+1≠0,∴③为假命题;
4x2-(2x-1+3x2)=x2-2x+1=(x-1)2≥0,
即当x=1时,4x2=2x-1+3x2成立,
∴④为假命题.
∴①②③④均为假命题.
故真命题的个数为0.
12.(2017·江西五校联考)已知命题p:存在x∈R,(m+1)·(x2+1)≤0,命题q:任意x∈R,x2+mx+1>0恒成立.若p且q为假命题,则实数m的取值范围为_________________.
答案 (-∞,-2]∪(-1,+∞)
解析 由命题p:存在x∈R,(m+1)(x2+1)≤0,可得m≤-1,由命题q:任意x∈R,x2+mx+1>0恒成立,可得-2-1.
13.已知命题p:x2+2x-3>0;命题q:>1,若“(綈q)且p”为真,则x的取值范围是________________.
答案 (-∞,-3)∪(1,2]∪[3,+∞)
解析 因为“(綈q)且p”为真,即q假p真,而当q为真命题时,-1=->0,即20,解得x>1或x<-3,由
得x≥3或1<x≤2或x<-3,
所以x的取值范围是{x|x≥3或1<x≤2或x<-3}.
14.下列结论:
①若命题p:存在x∈R,tan x=1;命题q:任意x∈R,x2-x+1>0,则命题“p且(綈q)”是假命题;
②已知直线l1:ax+3y-1=0,l2:x+by+1=0,则l1⊥l2的充要条件是=-3;
③命题“若x2-3x+2=0,则x=1”的逆否命题是“若x≠1,则x2-3x+2≠0”.
其中正确结论的序号为________.
答案 ①③
解析 ①中命题p为真命题,命题q为真命题,
所以p且(綈q)为假命题,故①正确;
②当b=a=0时,有l1⊥l2,故②不正确;
③正确,所以正确结论的序号为①③.
15.已知命题p:存在x∈R,ex-mx=0,命题q:任意x∈R,x2+mx+1≥0,若p或(綈q)为假命题,则实数m的取值范围是________.
答案 [0,2]
解析 若p或(綈q)为假命题,则p假q真.
由ex-mx=0,可得m=,x≠0,
设f(x)=,x≠0,则
f′(x)==,
当x>1时,f′(x)>0,函数f(x)=在(1,+∞)上是递增函数;当01,x≥2).
(1)若存在x∈[2,+∞),使f(x)=m成立,则实数m的取值范围为________________;
(2)若任意x1∈[2,+∞),存在x2∈[2, +∞),使得f(x1)=g(x2),则实数a的取值范围为________________________________________________________________________.
答案 (1)[3,+∞) (2)(1,]
解析 (1)因为f(x)==x+=x-1++1≥2+1=3,当且仅当x=2时等号成立,所以若存在x∈[2,+∞),使f(x)=m成立,则实数m的取值范围为[3,+∞).
(2)因为当x≥2时,f(x)≥3,g(x)≥a2,若任意x1∈[2,+∞),存在x2∈[2,+∞),使得f(x1)=g(x2),
则 解得a∈(1,].