【数学】2020届一轮复习(文)人教B版1-2命题与量词、基本逻辑联结词学案

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【数学】2020届一轮复习(文)人教B版1-2命题与量词、基本逻辑联结词学案

第 2 节 命题与量词、基本逻辑联结词 最新考纲 1.理解命题的概念,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. 知 识 梳 理 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∧q,p∨q,綈 p 的真假判断 P Q p∧q p∨q 綈 p 真 真 真 真 假 真 假 假 真 假 假 真 假 真 真 假 假 假 假 真 2.全称量词与存在量词 (1)全称量词:短语“所有”在陈述中表示所述事物的全体,逻辑中通常叫做全 称量词,并用符号“∀”表示. (2)存在量词:短语“有一个”或“有些”或“至少有一个”在陈述中表示所述 事物的个体或部分,逻辑中通常叫做存在量词,并用符号“∃”表示. 3.全称命题和存在性命题 名称 形式 全称命题 存在性命题 结构 对 M 中的所有 x,有 p(x)成 立 存在集合 M 中的元素 x0,使 p(x0)成立 简记 ∀x∈M,p(x) ∃x0∈M,p(x0) 否定 ∃x0∈M,綈 p(x0) ∀x∈M,綈 p(x) [微点提醒] 1.含有逻辑联结词的命题真假判断口诀:p∨q→见真即真,p∧q→见假即假,p 与綈 p→真假相反. 2.含有一个量词的命题的否定规律是“改量词,否结论”. 3.“p∨q”的否定是“(綈 p)∧(綈 q)”,“p∧q”的否定是“(綈 p)∨(綈 q)”. 基 础 自 测 1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”) (1)“x2+2x-3<0”是命题.(  ) (2)命题“5>6 或 5>2”是假命题.(  ) (3)命题綈(p∧q)是假命题,则命题 p,q 中至少有一个是真命题.(  ) (4)“长方形的对角线相等”是存在性命题.(  ) (5)∃x0∈M,p(x0)与∀x∈M,綈 p(x)的真假性相反.(  ) 解析 (1)错误.该语句不能判断真假,故该说法是错误的. (2)错误.命题 p∨q 中,p,q 有一真则真. (3)错误.p∧q 是真命题,则 p,q 都是真命题. (4)错误.命题“长方形的对角线相等”是全称命题. 答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ 2.(选修 1-1P15 例 2(1)改编)命题“∀x∈R,x2+x≥0”的否定是(  ) A.∃x0∈R,x20+x0≤0 B.∃x0∈R,x20+x0<0 C.∀x∈R,x2+x≤0 D.∀x∈R,x2+x<0 解析 由全称命题的否定是存在性命题知命题 B 正确. 答案 B 3.(选修 1-1P17A1(1)改编)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(  ) A.1 B.2 C.3 D.4 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. 答案 B 4.(2019·沈阳育才中学模拟)下列命题中的假命题是(  ) A.∃x0∈R,lg x0=1 B.∃x0∈R,sin x0=0 C.∀x∈R,x3>0 D.∀x∈R,2x>0 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,∀x∈R,2x> 0,则 D 为真命题. 答案 C 5.(2018·辽河油田中学)已知命题 p,q,“綈 p 为真”是“p∧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.既不充分也不必要条件 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. 答案 A 6.(2019·豫南五校联考)若“∀x∈[-π 4 ,π 3],m≤tan x+2”为真命题,则实数 m 的 最大值为________. 解析 由 x∈[-π 4 ,π 3],∴1≤tan x+2≤2+ 3. ∵“∀x∈[-π 4 ,π 3],m≤tan x+2”为真命题,则 m≤1. ∴实数 m 的最大值为 1. 答案 1 考点一 含有逻辑联结词的命题的真假判断 【例 1】 (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.则下列命题中真命题是(  ) A.p∨q B.p∧q C.(綈 p)∧(綈 q) D.p∧(綈 q) (2)(2018·太原模拟)已知命题 p:∃x 0∈R,x 20-x0+1≥0;命题 q:若 a1 b ,则下列命题中为真命题的是(  ) A.p∧q B.p∧(綈 q) C.(綈 p)∧q D.(綈 p)∧(綈 q) 解析 (1)取 a=c=(1,0),b=(0,1),显然 a·b=0,b·c=0,但 a·c=1≠0,∴p 是假命题. 又 a,b,c 是非零向量, 由 a∥b 知 a=xb(x∈R),由 b∥c 知 b=yc(y∈R), ∴a=xyc,∴a∥c,∴q 是真命题. 综上知 p∨q 是真命题,p∧q 是假命题. 綈 p 为真命题,綈 q 为假命题. ∴(綈 p)∧(綈 q),p∧(綈 q)都是假命题. (2)∵x2-x+1=(x-1 2)2 +3 4 ≥3 4>0,所以∃x0∈R,使 x20-x0+1≥0 成立,故 p 为 真命题,綈 p 为假命题.又易知命题 q 为假命题,所以綈 q 为真命题,所以 p∧ (綈 q)为真命题. 答案 (1)A (2)B 规律方法 1.“p∨q”、“p∧q”、“綈 p”形式命题真假的判断关键是对逻辑联 结词“或”“且”“非”含义的理解,其操作步骤是:(1)明确其构成形式; (2)判断其中命题 p,q 的真假;(3)确定“p∨q”“p∧q”“綈 p”形式命题的真 假. 2.p∧q 形式是“一假必假,全真才真”,p∨q 形式是“一真必真,全假才假”, 綈 p 则是“与 p 的真假相反”. 【训练 1】 (1)(2019·普兰店模拟)若命题“p∨q”与命题“綈 p”都是真命题, 则(  ) A.命题 p 与命题 q 都是真命题 B.命题 p 与命题 q 都是假命题 C.命题 p 是真命题,命题 q 是假命题 D.命题 p 是假命题,命题 q 是真命题 (2)(2017·山东卷)已知命题 p:∃x∈R,x 2-x+1≥0;命题 q:若 a20 恒成立, ∴p 是真命题,綈 p 为假命题. ∵当 a=-1,b=-2 时,(-1)2<(-2)2,但-1>-2, ∴q 为假命题,綈 q 为真命题. ∴p∧綈 q 为真命题,p∧q,綈 p∧q,綈 p∧綈 q 为假命题. 答案 (1)D (2)B 考点二 全称量词与存在量词  多维探究 角度 1 含有量词命题的否定 【例 2-1】 命题“∀n∈N+,f(n)∈N+且 f(n)≤n”的否定形式是(  ) A.∀n∈N+,f(n)∉N+且 f(n)>n B.∀n∈N+,f(n)∉N+或 f(n)>n C.∃n0∈N+,f(n0)∉N+且 f(n0)>n0 D.∃n0∈N+,f(n0)∉N+或 f(n0)>n0 解析 全称命题的否定为存在性命题, ∴命题的否定是:∃n0∈N+,f(n0)∉N+或 f(n0)>n0. 答案 D 角度 2 全称(存在性)命题的真假判断 【例 2-2】 (1)(2019·江西师大附中月考)已知定义域为 R 的函数 f(x)不是偶函数, 则下列命题一定为真命题的是(  ) A.∀x∈R,f(-x)≠f(x) B.∀x∈R,f(-x)≠-f(x) C.∃x0∈R,f(-x0)≠f(x0) D.∃x0∈R,f(-x0)≠-f(x0) (2)(2018·昆明一中质检)已知命题 p:∀x∈R,x+1 x ≥2;命题 q:∃x0∈(0,+∞), x20>x30,则下列命题中为真命题的是(  ) A.(綈 p)∧q B.p∧(綈 q) C.(綈 p)∧(綈 q) D.p∧q 解析 (1)∵定义域为 R 的函数 f(x)不是偶函数,∴∀x∈R,f(-x)=f(x)为假命题, ∴∃x0∈R,f(-x0)≠f(x0)为真命题. (2)对于 p:当 x=-1 时,x+1 x =-2,∴p 为假命题.取 x0∈(0,1),此时 x20>x30, ∴q 为真命题. 从而綈 p 为真命题,(綈 p)∧q 为真命题. 答案 (1)C (2)A 规律方法 1.全称命题与存在性命题的否定与命题的否定有一定的区别,否定全 称命题和存在性命题时,一是要改写量词,全称量词改写为存在量词,存在量词 改写为全称量词;二是要否定结论,而一般命题的否定只需直接否定结论. 2.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,只要在限定集合内至少找到一个 x= x0,使 p(x0)成立. 【训练 2】 (1)(2019·河北“五个一”名校联考)命题“∃x0∈R,12 D.∀x∈R,f(x)≤1 或 f(x)>2 (2)已知命题 p:∃x0∈(-∞,0),2x0<3x0;命题 q:∀x∈(0,π 2),sin x2”. (2)因为当 x<0 时,(2 3 )x >1,即 2x>3x,所以命题 p 为假命题,从而綈 p 为真命 题;因为当 x∈(0,π 2)时,x>sin x,所以命题 q 为真命题,所以(綈 p)∧q 为真命 题. 答案 (1)D (2)C 考点三 由命题的真假求参数的取值范围 【例 3】 (1)(2018·沈阳铁路实验中学模拟)已知命题 p:∀x∈R,log2(x2+x+a)>0 恒成立,命题 q:∃x0∈[-2,2],2a≤2x0,若命题 p∧q 为真命题,则实数 a 的 取值范围为________. (2)已知 f(x)=ln(x2+1),g(x)=(1 2 )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________. 解析 (1)由题知,命题 p:∀x∈R,log2(x2+x+a)>0 恒成立,即 x2+x+a-1>0 恒成立,所以 Δ=1-4(a-1)<0,解得 a> 5 4 ;命题 q:∃x 0∈[-2,2],使得 2a≤2x0,则 a≤2.当 p∧q 为真命题时,须满足{a > 5 4 , a ≤ 2, 故实数 a 的取值范围为 (5 4 ,2]. (2)当 x∈[0,3]时,f(x)min=f(0)=0,当 x∈[1,2]时,g(x)min=g(2)=1 4 -m,对∀x1 ∈[0,3],∃x2∈[1,2]使得 f(x1)≥g(x2)等价于 f(x)min≥g(x)min,得 0≥1 4 -m,所以 m≥1 4. 答案 (1)(5 4 ,2] (2)[1 4 ,+∞) 规律方法 1.由含逻辑联结词的命题真假求参数的方法步骤: (1)求出每个命题是真命题时参数的取值范围; (2)根据每个命题的真假情况,求出参数的取值范围. 2.全称命题可转化为恒成立问题. 含量词的命题中参数的取值范围,可根据命题的含义,利用函数的最值解决. 【训练 3】 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____________. 解析 当 x∈[1,2]时,g(x)max=g(1)=1 2 -m,对∀x1∈[0,3],∀x2∈[1,2]使得 f(x1)≥g(x2)等价于 f(x)min≥g(x)max,得 0≥1 2 -m,∴m≥1 2. 答案 [1 2 ,+∞) [思维升华] 1.把握含逻辑联结词的命题的形式,特别是字面上未出现“或”“且”“非”字 眼,要结合语句的含义理解. 2.要写一个命题的否定,需先分清其是全称命题还是存在性命题,再对照否定结 构去写,并注意与否命题的区别;否定的规律是“改量词,否结论”. [易错防范] 1.正确区别命题的否定与否命题 “否命题”是对原命题“若 p,则 q”的条件和结论分别加以否定而得的命题, 它既否定其条件,又否定其结论;“命题的否定”即“綈 p”,只是否定命题 p 的结论.命题的否定与原命题的真假总是对立的,即两者中有且只有一个为真. 2.几点注意: (1)注意命题是全称命题还是存在性命题,是正确写出命题的否定的前提; (2)注意命题所含的量词,对于量词隐含的命题要结合命题的含义显现量词,再 进行否定; (3)注意“或”“且”的否定,“或”的否定为“且”,“且”的否定为“或”. 逻辑推理、数学运算——突破双变量“存在性或任意性”问题  逻辑推理的关键要素是:逻辑的起点、推理的形式、结论的表达.解决双变量“存 在性或任意性”问题关键就是将含有全称量词和存在量词的条件“等价转化”为 两个函数值域之间的关系(或两个函数最值之间的关系),目的在于培养学生的逻 辑推理素养和良好的数学思维品质. 类型 1 形如“对任意 x1∈A,都存在 x2∈B,使得 g(x2)=f(x1)成立” 【例 1】 已知函数 f(x)=x3+(1-a)x2-a(a+2)x,g(x)=19 6 x-1 3 ,若对任意 x1∈ [-1,1],总存在 x2∈[0,2],使得 f′(x1)+2ax1=g(x2)成立,求实数 a 的取值范 围. 解 由题意知,g(x)在[0,2]上的值域为[-1 3 ,6]. 令 h(x)=f′(x)+2ax=3x2+2x-a(a+2),则 h′(x)=6x+2,由 h′(x)=0 得 x=-1 3. 当 x∈[-1,-1 3)时,h′(x)<0;当 x∈(-1 3 ,1]时,h′(x)>0,所以[h(x)]min=h(-1 3 ) =-a2-2a-1 3. 又由题意可知,h(x)的值域是[-1 3 ,6]的子集,所以{h(-1) ≤ 6, -a2-2a-1 3 ≥ -1 3 , h(1) ≤ 6, 解得实数 a 的取值范围是[-2,0]. 评析 理解全称量词与存在量词的含义是求解本题的关键,此类问题求解的策略 是“等价转化”,即“函数 f(x)的值域是 g(x)的值域的子集”从而利用包含关系构 建关于 a 的不等式组,求得参数的取值范围. 类型 2 形如“存在 x1∈A 及 x2∈B,使得 f(x1)=g(x2)成立” 【例 2】 已知函数 f(x)= 函数 g(x)=ksinπx 6 -2k+2(k>0),若存在 x1∈[0,1]及 x2∈[0,1],使得 f(x1)=g(x2)成立,求实数 k 的取值范围. 解 由题意,易得函数 f(x)的值域为[0,1],g(x)的值域为[2-2k,2-3k 2 ],并且 两个值域有公共部分. 先求没有公共部分的情况,即 2-2k>1 或 2-3 2k<0,解得 k<1 2 或 k>4 3 ,所以,要 使两个值域有公共部分,k 的取值范围是[1 2 ,4 3]. 评析 本类问题的实质是“两函数 f(x)与 g(x)的值域的交集不为空集”,上述解法 的关键是利用了补集思想.另外,若把此种类型中的两个“存在”均改为“任 意”,则“等价转化”策略是利用“f(x)的值域和 g(x)的值域相等”来求解参数的 取值范围. 类型 3 形如“对任意 x1∈A,都存在 x2∈B,使得 f(x1)0”是真命题. 则 Δ=(a-2)2-4×4×1 4 =a2-4a<0,解得 00,得 3x+1>1,所以 0< 1 3x+1<1, 所以函数 y= 1 3x+1 的值域为(0,1),故命题 q 为真命题. 所以 p∧q 为假命题,p∨q 为真命题,p∧(綈 q)为假命题,綈 q 为假命题. 答案 B 5.已知命题 p:“∀x∈[0,1],a≥ex”,命题 q:“∃x0∈R,x20+4x0+a=0”.若 命题“p∧q”是真命题,则实数 a 的取值范围是(  ) A.(4,+∞) B.[1,4] C.[e,4] D.(-∞,-1) 解析 由题意知 p 与 q 均为真命题,由 p 为真,可知 a≥e,由 q 为真,知 x2+4x +a=0 有解,则 Δ=16-4a≥0,∴a≤4.综上可知 e≤a≤4. 答案 C 6.(2019·淮北模拟)命题 p:若向量 a·b<0,则 a 与 b 的夹角为钝角;命题 q:若 cos α·cos β=1,则 sin(α+β)=0.下列命题为真命题的是(  ) A.p B.綈 q C.p∧q D.p∨q 解析 当 a,b 方向相反时,a·b<0,但夹角是 180°,不是钝角,命题 p 是假命题; 若 cos αcos β=1,则 cos α=cos β=1 或 cos α=cos β=-1,所以 sin α=sin β= 0,从而 sin(α+β)=0,命题 q 是真命题,所以 p∨q 是真命题. 答案 D 7.已知命题 p:∀x∈R,2x<3x,命题 q:∃x∈R,x2=2-x,若命题(綈 p)∧q 为真 命题,则 x 的值为(  ) A.1 B.-1 C.2 D.-2 解析 要使(綈 p)∧q 为真,所以綈 p 与 q 同时为真,而綈 p:∃x∈R,2x≥3x, 由 2x≥3x 得(2 3 )x ≥1,所以 x≤0. 由 x2=2-x 得 x2+x-2=0,所以 x=1 或 x=-2. 又 x≤0,所以 x=-2. 答案 D 8.已知函数 f(x)=a2x-2a+1.若命题“∀x∈(0,1),f(x)≠0”是假命题,则实数 a 的取值范围是(  ) A.(1 2 ,1) B.(1,+∞) C.(1 2 ,+∞) D.(1 2 ,1)∪(1,+∞) 解析 ∵函数 f(x)=a2x-2a+1, 命题“∀x∈(0,1),f(x)≠0”是假命题, ∴原命题的否定是:“∃x0∈(0,1),使 f(x0)=0”是真命题, ∴f(1)f(0)<0,即(a2-2a+1)(-2a+1)<0, ∴(a-1)2(2a-1)>0,解得 a>1 2 ,且 a≠1, ∴实数 a 的取值范围是(1 2 ,1)∪(1,+∞). 答案 D 二、填空题 9.若“∀x∈[0,π 4],tan x≤m”是真命题,则实数 m 的最小值为________. 解析 ∵函数 y=tan x 在 [0,π 4]上是增函数,∴ymax=tan π 4 =1,依题意, m≥ymax,即 m≥1.∴m 的最小值为 1. 答案 1 10.已知命题 p: 1 x2-x-2>0,则綈 p 对应的集合为__________. 解析 由 p: 1 x2-x-2>0,得 p:x>2 或 x<-1,所以綈 p 对应的集合为{x|- 1≤x≤2}. 答案 {x|-1≤x≤2} 11.下列结论: ①若命题 p:∃x0∈R,tan x0=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a b =-3; ③命题“若 x 2-3x+2=0,则 x=1”的逆否命题是“若 x≠1,则 x 2-3x+ 2≠0”. 其中正确结论的序号为________. 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. 答案 ①③ 12.已知命题 p:∃x0∈R,(m+1)(x20+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________. 解析 由命题 p:∃x0∈R,(m+1)(x20+1)≤0 可得 m≤-1;由命题 q:∀x∈R,x2 +mx+1>0 恒成立,即 Δ=m2-4<0,可得-2-1. 答案 (-∞,-2]∪(-1,+∞) 能力提升题组 (建议用时:15 分钟) 13.命题“∀x∈R,∃n∈N+,使得 n≥x2”的否定形式是(  ) A.∀x∈R,∃n∈N+,使得 n0,2x-a>0.若“綈 p”和“p∧q”都是假命题,则实数 a 的取值范围是(  ) A.(-∞,-2)∪(1,+∞)   B.(-2,1] C.(1,2)   D.(1,+∞) 解析 方程 x2+ax+1=0 没有实根等价于 Δ=a2-4<0,即-20,2x- a>0 等价于 a<2x 在(0,+∞)上恒成立,即 a≤1. 因“綈 p”是假命题,则 p 是真命题,又因“p∧q”是假命题,则 q 是假命题. ∴{-2 < a < 2, a > 1, 解得 10,当 m<0 时,m-x2<0, 所以命题 p 为假命题; 当 m=1 9 时,因为 f(-1)=3-1=1 3 , 所以 f[f(-1)]=f(1 3 )=1 9 -(1 3 )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. 答案 ② 16.(2019·深圳质检)设 p:实数 x 满足 x2-4ax+3a2<0,q:实数 x 满足|x-3|<1. (1)若 a=1,且 p∧q 为真,求实数 x 的取值范围; (2)若 a>0 且綈 p 是綈 q 的充分不必要条件,求实数 a 的取值范围. 解 (1)由 x2-4ax+3a2<0 得(x-3a)(x-a)<0, 当 a=1 时,10,所以 a
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