2018届二轮复习简单的逻辑联结词、全称量词与存在量词学案(全国通用)
1.3 简单的逻辑联结词、全称量词与存在量词
考情考向分析 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 生的推理判断能力,题型为填空题,低档难度.
1.简单的逻辑联结词
(1)命题中的且、或、非叫做逻辑联结词.
(2)命题p且q、p或q、非p的真假判断
p
q
p且q
p或q
非p
真
真
真
真
假
真
假
假
真
假
假
真
假
真
真
假
假
假
假
真
2.全称量词和存在量词
(1)全称量词:“所有”、“任意一个”、“每一个”等表示全体的量词在逻辑中称为全称量词,用符号“∀”表示.
(2)存在量词:“有一个”、“有些”、“存在一个”等表示部分的量词在逻辑中称为存在量词,用符号“∃”表示.
3.全称命题、存在性命题及含有一个量词的命题的否定
命题名称
语言表示
符号表示
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)
∃x∈M,綈p(x)
存在性命题
存在M中的一个x,使p(x)成立
∃x∈M,p(x)
∀x∈M,綈p(x)
知识拓展
1.含有逻辑联结词的命题真假的判断规律
(1)p∨q:p,q中有一个为真,则p∨q为真,即有真为真.
(2)p∧q:p,q中有一个为假,则p∧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∨q是真命题.( √ )
(4)“全等三角形的面积相等”是存在性命题.( × )
(5)命题綈(p∧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.[P13习题T3]已知p:2是偶数,q:2是质数,则命题綈p,綈q,p∨q,p∧q中真命题的个数为________.
答案 2
解析 p和q显然都是真命题,所以綈p,綈q都是假命题,p∨q,p∧q都是真命题.
3.[P18习题T4]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∧q为假”的________条件.
答案 充分不必要
解析 由綈p为真知,p为假,可得p∧q为假;反之,若p∧q为假,则可能是p真q假,从而綈p为假,故“綈p为真”是“p∧q为假”的充分不必要条件.
5.下列命题中的假命题是________.(填序号)
①∃x∈R,lg x=1;
②∃x∈R,sin x=0;
③∀x∈R,x3>0;
④∀x∈R,2x>0.
答案 ③
解析 当x=10时,lg 10=1,则①为真命题;
当x=0时,sin 0=0,则②为真命题;
当x<0时,x3<0,则③为假命题;
由指数函数的性质知,∀x∈R,2x>0,则④为真命题.
6.已知命题p:∀x∈R,x2-a≥0;命题p:∃x∈R,x2+2ax+2-a=0.若命题“p∧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,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.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________.(填序号)
①p∨q;②p∧q;③(綈p)∧(綈q);④p∨(綈q).
答案 ①
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∨q为真命题.
2.(2017·山东改编)已知命题p:∀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________.(填序号)
①p∧q;②p∧(綈q);③(綈p)∧q;④(綈p)∧(綈q).
答案 ②
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∧q为假命题,p∧(綈q)为真命题,(綈p)∧q为假命题,(綈p)∧(綈q)为假命题.
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∧q为真;②p∨q为假;③p∨q为真;④(綈p)∨(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∨q”“p∧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∧q”“p∨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、存在性命题的真假
典例 下列四个命题:
①∃x∈(0,+∞),x<x;
②∃x∈(0,1),logx>;
③∀x∈(0,+∞),x>;
④∀x∈,x<.
其中真命题序号为________.
答案 ②④
解析 对于①,当x∈(0,+∞)时,总有x>x成立,故①是假命题;
对于②,当x=时,有1==>成立,故②是真命题;
对于③,结合指数函数y=x与对数函数y=在(0,+∞)上的图象,可以判断③是假命题;
对于④,结合指数函数y=x与对数函数y=在上的图象,可以判断④是真命题.
命题点2 含有一个量词的命题的否定
典例 (1)命题“∀x∈R,x>0”的否定是________.
答案 ∃x∈R,x≤0
解析 全称命题的否定是存在性命题,“>”的否定是“≤”.
(2)(2017·苏州暑假测试)命题“∃x>1,x2≥2”的否定是________.
答案 ∀x>1,x2<2
解析 根据存在性命题的否定规则得“∃x>1,x2≥2”的否定是“∀x>1,x2<2”.
思维升华 (1)判定全称命题“∀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;要判断存在性命题是真命题,只要在给定集合内找到一个x,使p(x)成立.
(2)对全称命题、存在性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________.(填序号)
①∃α,β∈R,使cos(α+β)=cos α+cos β;
②∀φ∈R,函数f(x)=sin(2x+φ)都不是偶函数;
③∃x∈R,使x3+ax2+bx+c=0(a,b,c∈R且为常数);
④∀a>0,函数f(x)=ln2x+ln x-a有零点.
答案 ②
解析 取α=,β=-,cos(α+β)=cos α+cos β,①正确;
取φ=,函数f(x)=sin=cos 2x是偶函数,②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∃x∈R,使x3+ax2+bx+c=0,③正确;
当f(x)=0时,ln2x+ln x-a=0,则有a=ln2x+ln x=2-≥-,所以∀a>0,函数f(x)=ln2x+ln x-a有零点,④正确.
(2)已知命题p:“∃x∈R,ex-x-1≤0”,则綈p为________.
答案 ∀x∈R,ex-x-1>0
解析 根据全称命题与存在性命题的否定关系,可得綈p为“∀x∈R,ex-x-1>0”.
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∧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∧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∀x1∈[0,3],∃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“∃x2∈[1,2]”改为“∀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“∃x∈R,使2x2+(a-1)x+≤0”是假命题,则实数a的取值范围是________.
答案 (-1,3)
解析 原命题的否定为∀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)已知p:∀x∈,2x
,
令g(x)=,则g(x)在上单调递增,
故g(x)≤g=,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)已知a,b都是实数,那么“>”是“ln a>ln b”的________条件.
答案 必要不充分
解析 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)已知函数f(x)=给出下列两个命题:命题p:∃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________.(填序号)
①p∧q;②(綈p)∧q;③p∧(綈q);④(綈p)∧(綈q).
答案 ②
解析 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)∧q为真命题.
二、充要条件的判断
典例2 (1)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________条件.
答案 必要不充分
解析 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.
(2)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________条件.
答案 充要
解析 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.
三、求参数的取值范围
典例3 (1)已知命题p:∀x∈[0,1],a≥ex,命题q:∃x∈R,x2+4x+a=0,若命题“p∧q”是真命题,则实数a的取值范围是__________.
答案 [e,4]
解析 命题“p∧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)已知函数f(x)=x+,g(x)=2x+a,若∀x1∈,∃x2∈[2,3],使得f(x1)≥g(x2),则实数a的取值范围是________.
答案 (-∞,0]
解析 ∵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.
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________.(填序号)
①p∧q;②(綈p)∧(綈q);③(綈p)∧q;④p∧(綈q).
答案 ④
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∧q,綈p为假命题,綈q为真命题,(綈p)∧(綈q),(綈p)∧q为假命题,p∧(綈q)为真命题.
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的图象关于直线x=对称,则下列判断正确的是________.(填序号)
①p为真;②綈q为假;③p∧q为假;④p∨q为真.
答案 ③
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∧q为假.
3.下列命题中为假命题的是________.(填序号)
①∀x∈,x>sin x;
②∃x∈R,sin x+cos x=2;
③∀x∈R,3x>0;
④∃x∈R,lg x=0.
答案 ②
解析 对于①,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①正确;对于②,由sin x+cos x=sin≤<2知,不存在x∈R,使得sin x+cos x=2,故②错误;对于③,易知3x>0,故③正确;对于④,由lg 1=0知,④正确.
4.下列命题的否定为假命题的是________.(填序号)
①∀x∈R,-x2+x-1<0;
②∀x∈R,|x|>x;
③∀x,y∈Z,2x-5y≠12;
④∀x∈R,sin2x+sin x+1=0.
答案 ①
解析 命题的否定为假命题亦即原命题为真命题,只有①为真命题.
5.命题p:∀x∈R,sin x<1;命题q:∃x∈R,cos x≤-1,则下列为真命题的是________.(填序号)
①p∧q; ②(綈p)∧q;
③p∨(綈q); ④(綈p)∧(綈q).
答案 ②
解析 p是假命题,q是真命题,所以②正确.
6.已知命题p:若a>1,则ax>logax恒成立;命题q:在等差数列{an}中,m+n=p+q是an+am=ap+aq的充分不必要条件(m,n,p,q∈N*).则下列为真命题的是______.(填序号)
①(綈p)∧(綈q); ②(綈p)∨(綈q);
③p∨(綈q); ④p∧q.
答案 ②
解析 当a=1.1,x=2时,
ax=1.12=1.21,logax=log1.12>log1.11.21=2,
此时,ax0;命题q:>1,若“(綈q)∧p”为真,则x的取值范围是________________.
答案 (-∞,-3)∪(1,2]∪[3,+∞)
解析 因为“(綈q)∧p”为真,即q假p真,而q为真命题时,<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(-∞,-3)∪(1,2]∪[3,+∞).
8.命题p:∀x∈R,ax2+ax+1≥0,若綈p是真命题,则实数a的取值范围是________.
答案 (-∞,0)∪(4,+∞)
解析 因为命题p:∀x∈R,ax2+ax+1≥0,
所以綈p:∃x∈R,ax2+ax+1<0,
则a<0或解得a<0或a>4.
9.(2017·江苏南通中 月考)已知c>0,设命题p:函数y=cx为减函数;命题q:当x∈时,函数f(x)=x+>恒成立.如果“p∨q”为真命题,“p∧q”为假命题,则c的取值范围是________.
答案 ∪[1,+∞)
解析 若命题p:函数y=cx为减函数为真命题,
则00可得c>.
∵“p∨q”为真命题,“p∧q”为假命题,故p与q一真一假.
当p真q假时,00恒成立;②∃x∈Q,x2=2;③∃x∈R,x2+1=0;④∀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∀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.已知命题p:∃x∈R,(m+1)·(x2+1)≤0,命题q:∀x∈R,x2+mx+1>0恒成立.若p∧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:∃x∈R,(m+1)(x2+1)≤0,可得m≤-1,由命题q:∀x∈R,x2+mx+1>0恒成立,可得-2-1.
13.已知函数f(x)=x2-2x+3,g(x)=log2x+m,对任意的x1,x2∈[1,4]有f(x1)>g(x2)恒成立,则实数m的取值范围是________________.
答案 (-∞,0)
解析 f(x)=x2-2x+3=(x-1)2+2,
当x∈[1,4]时,f(x)min=f(1)=2,g(x)max=g(4)=2+m,则f(x)min>g(x)max,即2>2+m,解得m<0,故实数m的取值范围是(-∞,0).
14.下列结论:
①若命题p:∃x∈R,tan x=1;命题q:∀x∈R,x2-x+1>0,则命题“p∧(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∧(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:∃x∈R,ex-mx=0,命题q:∀x∈R,x2+mx+1≥0,若p∨(綈q)为假命题,则实数m的取值范围是________.
答案 [0,2]
解析 若p∨(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,+∞)上是单调增函数;当01,x≥2).
(1)若∃x∈[2,+∞),使f(x)=m成立,则实数m的取值范围为________________;
(2)若∀x1∈[2,+∞),∃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∃x∈[2,+∞),使f(x)=m成立,则实数m的取值范围为[3,+∞).
(2)因为a>1,所以g(x)在[2,+∞)上单调递,
即g(x)≥a2.
又当x≥2时,f(x)≥3,g(x)≥a2,若∀x1∈[2,+∞),∃x2∈[2,+∞),使得f(x1)=g(x2),
则 解得a∈(1,].