【数学】2019届一轮复习北师大版 简单的逻辑联结词、全称量词与存在量词学案

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【数学】2019届一轮复习北师大版 简单的逻辑联结词、全称量词与存在量词学案

第 3 讲 简单的逻辑联结词、全称量词与存在量词 考纲要求 考情分析 命题趋势 1. 了 解 逻 辑 联 结 词 “或”“且”“非”的含义. 2.理解全称量词与存在量 词的意义. 3.能正确地对含有一个量 词的命题进行否定. 2017·山东 卷,5 2015·湖北 卷,3 2014·安徽 卷,2 2014·辽宁 卷,5 1.含有逻辑联结词的命题的真假判 断,常结合函数、不等式、三角形问题 等知识考查. 2.全称命题或特称命题的否定. 3.常以不等式、函数为载体判断命 题真假,或已知命题真假求参数的取值 范围. 分值:5 分 1.简单的逻辑联结词 (1)逻辑联结词有“或”“且”“非”. (2)命题 p∧q,p∨q,¬p 的真假判断 p q p∧q p∨q ¬p 真 真 __真__ __真__ __假__ 真 假 __假__ __真__ __假__ 假 真 __假__ __真__ __真__ 假 假 __假__ __假__ __真__ 简记为:p∧q 中一假则假,全真才真;p∨q 中一真则真,全假才假;p 与¬p 真假性相 反. 2.全称量词和存在量词 量词 名称 常见量词 符号表示 全称 量词 所有、一切、任意、全部、每一个 等 __∀__ 存在 存在一个、至少一个、有些、某些 __∃__ 量词 等 3.全称命题和特称命题 名称 形式 全称命题 特称命题 结构 对 M 中的任意一个 x,有 p(x)成立 存在 M 中的一个 x0,使 p(x0) 成立 简记 __∀x∈M,p(x)__ __∃x0∈M,p(x0)__ 否定 __∃x0∈M__,¬p(x0) __∀x∈M__,¬p(x) 1.思维辨析(在括号内打“√”或“×”). (1)命题“5>6 或 5>2”是假命题.( × ) (2)若命题 p∧q 为真,则 p 为真或 q 为真.( × ) (3)“长方形的对角线相等”是特称命题.( × ) (4)命题“菱形的对角线相等”的否定是“菱形的对角线不相等”.( × ) 解析 (1)错误.命题 p∨q 中有一真则 p∨q 为真. (2)错误.p∧q 为真,则 p,q 同时为真. (3)错误.命题“长方形的对角线相等”可叙述为“任意长方形的对角线相等”,是全 称命题. (4)错误.“菱形的对角线相等”是全称命题,其否定为“有的菱形的对角线不相等”. 2.下列命题中的假命题是( C ) A.∃x∈R,lg x=0 B.∃x∈R,tan x=1 C.∀x∈R,x3>0 D.∀x∈R,2x>0 解析 当 x=1 时,lg x=0;当 x=π 4 时,tan x=1,所以 A,B 项中的命题均为真命题.显 然 D 项中的命题为真命题.当 x=0 时,x3=0,所以 C 项中的命题为假命题.故选 C. 3.已知命题 p:若实数 x,y 满足 x2+y2=0,则 x,y 全为 0;命题 q:若 a>b,则1 a<1 b. 给出下列四个命题: ①p 且 q;②p 或 q;③¬p;④¬q. 其中真命题的个数是( B ) A.1 B.2 C.3 D.4 解析 ∵命题 p 为真命题,q 为假命题,∴p 或 q,¬q 为真命题.故选 B. 4.已知命题 p:∃n∈N,2n>1 000,则¬p 为( A ) A.∀n∈N,2n≤1 000 B.∀n∈N,2n>1 000 C.∃n∈N,2n≤1 000 D.∃n∈N,2n<1 000 解析 由于特称命题的否定是全称命题,因而¬p:∀n∈N,2n≤1 000.故选 A. 5.在一次跳伞训练中,甲、乙两位学员各跳一次,设命题 p 是“甲降落在指定范围”, q 是“乙降落在指定范围”,则命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为 ( A ) A.(¬p)∨(¬q) B.p∨(¬q) C.(¬p)∧(¬q) D.p∨q 解析 因为 p 是“甲降落在指定范围”,q 是“乙降落在指定范围”,则¬p 是“甲没 有降落在指定范围”, ¬q 是“乙没有降落在指定范围”,所以命题“至少有一位学员没有 降落在指定范围”可表示为(¬p)∨(¬q).故选 A. 一 含有逻辑联结词的命题的真假判断 (1)判断含有逻辑联结词的命题真假的步骤: ①先判断简单命题 p,q 的真假; ②再根据真值表判断含有逻辑联结词命题的真假. (2)含逻辑联结词命题真假的等价关系: ①p∨q 真⇔p,q 至少有一个真⇔(¬p)∧(¬q)假; ②p∨q 假⇔p,q 均假⇔(¬p)∧(¬q)真; ③p∧q 真⇔p,q 均真⇔(¬p)∨(¬q)假; ④p∧q 假⇔p,q 至少有一个假⇔(¬p)∨(¬q)真; ⑤¬p 真⇔p 假;¬p 假⇔p 真. 【例 1】 (1)(2017·山东卷)已知命题 p:∃x∈R,x2-x+1≥0;命题 q:若 a20 恒成立,∴p 为真命题.对于命题 q,取 a=2,b=- 3,22<(-3)2,而 2>-3,∴q 为假命题,¬q 为真命题.因此 p∧(¬q)为真命题.故选 B. (2)∵y=2x 在 R 上为增函数, y=-2-x=- 1 2 x 在 R 上为增函数, ∴y=2x-2-x 在 R 上为增函数,故 p1 是真命题. y=2x+2-x 在 R 上为减函数是错误的,故 p2 是假命题. ∴q1:p1∨p2 是真命题,因此排除 B 项和 D 项,q2:p1∧p2 是假命题,q3:(¬p1)∨p2 是 假命题,排除 A 项.故选 C. 二 全称命题与特称命题 (1)全称命题与特称命题真假的判断方法: 命题 名称 真 假 判断方法一 判断方 法二 全称 命题 真 所有对象使命题真 否定为 假 假 存在一个对象使命题假 否定为 真 特称 命题 真 存在一个对象使命题真 否定为 假 假 所有对象使命题假 否定为 真 (2)全称命题与特称命题的否定要注意以下两点: ①否定量词:确定命题所含量词的类型,省去量词的要结合命题的含义加上量词,再对 量词进行否定; ②否定结论:对原命题的结论进行否定. 【例 2】 (1)设命题 p:∃n∈N,n2>2n,则¬p 为( C ) A.∀n∈N,n2>2n B.∃n∈N,n2≤2n C.∀n∈N,n2≤2n D.∃n∈N,n2=2n (2)命题“对任意 x∈R,都有 x2≥ln 2”的否定为( D ) A.对任意 x∈R,都有 x22n”的否定是“∀n∈N,n2≤2n”. (2)按照“任意”改“存在”,结论变否定的模式,命题的否定为“存在 x0∈R,使得 x200 B.∀x∈N*,(x-1)2>0 C.∃x0∈R,ln x0<1 D.∃x0∈R,tan x0=2 (2)已知命题 p:∀x>0,x+4 x ≥4;命题 q:∃x0∈(0,+∞),2x0=1 2 ,则下列判断正确 的是( C ) A.p 是假命题 B.q 是真命题 C.p∧(¬q)是真命题 D.(¬p)∧q 是真命题 解析 (1)因为 2x-1>0,对∀x∈R 恒成立,所以 A 项中的命题是真命题;当 x=1 时,(x -1)2=0,所以 B 项中的命题是假命题;存在 00 时,x+4 x ≥2 x·4 x =4,p 是真命题;当 x>0 时,2x>1,q 是假命题,所以 p ∧(¬q)是真命题,(¬p)∧q 是假命题. 三 根据命题的真假求参数的取值范围 根据命题的真假求参数取值范围的求解策略 (1)含有逻辑联结词的命题要先确定构成命题的(一个或两个)简单命题的真假,求出此时 命题成立的参数的取值范围,再求出含逻辑联结词的命题成立的参数的取值范围. (2)全称命题可转化为恒成立问题. 【例 4】 已知命题 p:函数 y=x2-2x+a 在区间(1,2)上有 1 个零点,命题 q:函数 y= x2+(2a-3)x+1 的图象与 x 轴交于不同的两点,如果 p∧q 是假命题,p∨q 是真命题,求 a 的取值范围. 解析 若命题 p 为真命题,则函数 y=x2-2x+a 在区间(1,2)上有 1 个零点. 因为二次函数图象开口向上,对称轴为 x=1, 所以 12-2×1+a<0, 22-2×2+a>0, 所以 00,得 4a2-12a+5>0,解得 a<1 2 或 a>5 2. 因为 p∧q 是假命题,p∨q 是真命题,所以 p,q 一真一假. ①若 p 真 q 假,则 05 2 , 所以 a≤0 或 a>5 2. 故实数 a 的取值范围是(-∞,0]∪ 1 2 ,1 ∪ 5 2 ,+∞ . 1.已知命题 p:复数 z=1+i i 在复平面内所对应的点位于第四象限;命题 q:∃x0>0,2 -x0=ex0,则下列命题中为真命题的是( A ) A.p∧q B.(¬p)∧q C.p∧(¬q) D.(¬p)∧(¬q) 解析 化简 z=1+i i =1+i·i i·i =1-i,故命题 p 是真命题;在同一坐标系中同时画出函 数 f(x)=2-x 和函数 g(x)=ex 的图象(图略),观察发现图象的交点在第一象限,故命题 q 是 真命题.再根据复合命题的真值表,知 A 项是正确的. 2.命题 p:对任意的 x∈R,f(x)=2cos2x+ 3sin 2x≤3,则( D ) A.p 是假命题;¬p:存在 x0∈R,使得 f(x0)=2cos2x0+ 3sin 2x0≤3 B.p 是假命题;¬p:存在 x0∈R,使得 f(x0)=2cos2x0+ 3sin 2x0>3 C.p 是真命题;¬p:存在 x0∈R,使得 f(x0)=2cos2x0+ 3sin 2x0≤3 D.p 是真命题;¬p:存在 x0∈R,使得 f(x0)=2cos2x0+ 3sin 2x0>3 解析 根据全称命题的否定是特称命题,可知全称命题 p 的否定是存在 x0∈R,使得 f(x0) =2cos2x0+ 3sin 2x0>3.另外,f(x)=2cos2x+ 3sin 2x= 3sin 2x+cos 2x+1=2sin 2x+π 6 + 1≤3.故选 D. 3.若命题“∃x0∈R,x20-2x0+m≤0”是假命题,则实数 m 的取值范围是__(1,+∞)__. 解析 由题意,知命题“∀x∈R,x2-2x+m>0”是真命题,故Δ=(-2)2-4m<0,即 m>1. 4.已知命题 p:关于 x 的方程 x2-mx-2=0 在 x∈[0,1]时有解;命题 q:f(x)= log2 x2-2mx+1 2 在 x∈[1,+∞)时单调递增.若綈 p 为真命题,p∨q 是真命题,则实数 m 的取值范围为__ -1,3 4 __. 解析 根据题意,关于 x 的方程 x2-mx-2=0 在 x∈[0,1]时有解,可得 1-m-2≥0, 从 而 求 得 m≤ - 1 ; f(x) = log2 x2-2mx+1 2 在 x ∈ [1 , + ∞) 时 单 调 递 增 , 可 得 m≤1, 1-2m+1 2>0, 解得 m<3 4.根据綈 p 为真命题,p∨q 是真命题,可知 p 假 q 真,所以实数 m 的取值范围为 -1,3 4 . 易错点 混淆否命题与命题的否定 错因分析:否命题既要否定条件,又要否定结论,而命题的否定只否定结论. 【例 1】 写出命题“若 a2+b2=0,则实数 a,b 全为零”的否定及否命题. 解析 命题的否定:若 a2+b2=0,则实数 a,b 不全为零. 命题的否命题:若 a2+b2≠0,则实数 a,b 不全为零. 【跟踪训练 1】 (2016·浙江卷)命题“∀x∈R,∃n∈N*,使得 n≥x2”的否定形式是 ( D ) A.∀x∈R,∃n∈N*,使得 n0,总有 ex≥1,则¬p 为( B ) A.存在 x0≤0,使得 ex0<1 B.存在 x0>0,使得 ex0<1 C.对任意 x>0,总有 ex<1 D.对任意 x≤0,总有 ex<1 解析 因为全称命题的否定是特称命题,所以,命题 p:对任意 x>0,总有 ex≥1 的否 定¬p:存在 x0>0,使得 ex0<1.故选 B. 2.已知命题 p:∃x0∈R,tan x0=1;命题 q:∀x∈R,x2>0.下列结论正确的是 ( D ) A.命题 p∧q 是真命题 B.命题 p∧(¬q)是假命题 C.命题(¬p)∨q 是真命题 D.命题(¬p)∧(¬q)是假命题 解析 取 x0=π 4 ,有 tanπ 4 =1,故命题 p 是真命题;当 x=0 时,x2=0,故命题 q 是假命 题.再根据复合命题的真值表,知 D 项是正确的. 3.已知函数 f(x)=x2-2ax+2a2-2(a≠0),g(x)=-ex-1 ex ,则下列命题为真命题的是 ( B ) A.∀x∈R,都有 f(x)<g(x) B.∀x∈R,都有 f(x)>g(x) C.∃x0∈R,使得 f(x0)<g(x0) D.∃x0∈R,使得 f(x0)=g(x0) 解析 函数 f(x)=x2-2ax+2a2-2=(x-a)2+a2-2≥a2-2>-2,g(x)=-ex-1 ex =- ex+1 ex ≤-2,显然∀x∈R,都有 f(x)>g(x).故选 B. 4.命题“存在 x∈R,使 x2+ax-4a<0 为假命题”是命题“-16≤a≤0”的( A ) A.充要条件 B.必要不充分条件 C.充分不必要条件 D.既不充分也不必要条件 解析 依题意,知 x2+ax-4a≥0 恒成立,则Δ=a2+16a≤0,解得-16≤a≤0.故选 A. 5.命题 p:x∈R,ax2+ax+1≥0,若¬p 是真命题,则实数 a 的取值范围是( D ) A.(0,4] B.[0,4] C.(-∞,0)∪[4,+∞) D.(-∞,0)∪(4,+∞) 解析 命题 p 的否定是¬p:∃x∈R,ax2+ax+1<0 成立,即不等式 ax2+ax+1<0 有解. 当 a=0 时,1<0,不等式无解; 当 a≠0 时,要使不等式有解,须 a2-4a>0, 解得 a>4 或 a<0, 综上,a 的取值范围是(-∞,0)∪(4,+∞).故选 D. 6.已知命题 p1:∀x∈(0,+∞),有 3x>2x,p2:∃θ∈R,sin θ+cos θ=3 2 ,则在命题 q1:p1∨p2,q2:p1∧p2,q3:(¬p1)∨p2 和 q4:p1∧(¬p2)中,真命题是( C ) A.q1,q3 B.q2,q3 C.q1,q4 D.q2,q4 解析 因为 y= 3 2 x 在 R 上是增函数,即 y= 3 2 x>1 在(0,+∞)上恒成立,所以 p1 是真 命题;sin θ+cos θ= 2sin θ+π 4 ≤ 2,所以命题 p2 是假命题,¬p2 是真命题,所以命题 q1: p1∨p2,q4:p1∧(¬p2)是真命题.故选 C. 二、填空题 7.已知函数 f(x)的定义域为(a,b),若“∃x0∈(a,b),f(x0)+f(-x0)≠0”是假命题, 则 f(a+b)=__0__. 解析 若“∃x0∈(a,b),f(x0)+f(-x0)≠0”是假命题,则“∀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)=0. 8.命题“∃x∈R,2x2-3ax+9<0”为假命题,则实数 a 的取值范围是__[-2 2,2 2]__. 解析 由题可知“∀x∈R,2x2 -3ax+9≥0”为真命题,所以可得Δ=(-3a)2 - 4×2×9≤0,解得-2 2≤a≤2 2. 9.给出下列命题:①函数 y=sin 3 2π+x 是偶函数;②函数 y=cos 2x+π 4 图象的一条 对称轴方程为 x=π 8 ;③对于任意实数 x,有 f(-x)=-f(x),g(-x)=g(x),且 x>0 时,f′(x) >0,g′(x)>0,则 x<0 时,f′(x)>g′(x);④若∀x∈R,函数 f(x)满足 f(x+2)=-f(x), 则 4 是该函数的一个周期;其中真命题为__①③④__(写出所有真命题的序号). 解析 对于①,y=sin 3 2π+x =-cos x 是偶函数,正确;对于②,把 x=π 8 代入 2x+π 4 , 有 2×π 8 +π 4 =π 2 ,而 cosπ 2 =0,故 x=π 8 不是函数图象的一条对称轴方程,错误;对于③,根据 函数的奇偶性和导数与函数单调性的关系,可以得出,当 x<0 时,有 f′(x)>0,而 g′(x)<0, 故 x<0 时,f′(x)>g′(x),正确;对于④,令 x=x+2,可以得到 f(x+4)=-f(x+2)=f(x), 根据周期的定义,可知 4 是该函数的一个周期,正确. 三、解答题 10.(2018·湖南岳阳一中月考)已知命题 p:(x+1)(x-5)≤0,命题 q:1-m≤x≤1+m(m>0). (1)若 p 是 q 的充分条件,求实数 m 的取值范围; (2)若 m=5,p∨q 为真命题,p∧q 为假命题,求实数 x 的取值范围. 解析 (1)设使命题 p 成立的集合为 A,命题 q 成立的集合为 B,则 A={x|-1≤x≤5},B={x|1-m≤x≤1+m},所以 A⊆B, 所以 m>0, 1+m≥5, 1-m≤-1, 解得 m≥4.故实数 m 的取值范围为[4,+∞). (2)根据条件可知 p,q 一真一假. 当 p 真 q 假时, -1≤x≤5, x>6 或 x<-4, 无解. 当 p 假 q 真时, x>5 或 x<-1, -4≤x≤6, 解得-4≤x<-1 或 52, a≤1, 则 a<-1, 故实数 a 的取值范围是(-∞,-1). 12.已知 a∈R,命题 p:∀x∈[1,2],x2-a≥0,命题 q:∃x∈R,x2+2ax+2-a=0. (1)若命题 p 为真命题,求实数 a 的取值范围; (2)若命题 p∨q 为真命题,命题 p∧q 为假命题,求实数 a 的取值范围. 解析 (1)因为命题 p:∀x∈[1,2],x2-a≥0,令 f(x)=x2-a,根据题意,只要 x∈[1,2] 时,f(x)min≥0 即可,也就是 1-a≥0⇒a≤1,即 a 的取值范围是(-∞,1]. (2)由(1)可知,命题 p 为真时,a≤1, 命题 q 为真时,Δ=4a2-4(2-a)≥0,解得 a≤-2 或 a≥1. 因为命题 p∨q 为真命题,命题 p∧q 为假命题,所以命题 p 与命题 q 一真一假, 当命题 p 为真、命题 q 为假时, a≤1, -2<a<1 ⇒-2<a<1; 当命题 p 为假、命题 q 为真时, a>1, a≤-2 或 a≥1 ⇒a>1. 综上,实数 a 的取值范围是(-2,1)∪(1,+∞).
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