(新高考)高考数学一轮复习讲义第1章§1.2常用逻辑用语(含详解)
展开知识梳理
1.充分条件、必要条件与充要条件的概念
2.全称量词与存在量词
(1)全称量词:短语“所有的”“任意一个”在逻辑中通常叫做全称量词,并用符号“∀”表示.
(2)存在量词:短语“存在一个”“至少有一个”在逻辑中通常叫做存在量词,并用符号“∃”表示.
3.全称量词命题和存在量词命题
常用结论
1.充分、必要条件与对应集合之间的关系
设A={x|p(x)},B={x|q(x)}.
①若p是q的充分条件,则A⊆B;
②若p是q的充分不必要条件,则AB;
③若p是q的必要不充分条件,则BA;
④若p是q的充要条件,则A=B.
2.含有一个量词命题的否定规律是“改变量词,否定结论”.
3.命题p与p的否定的真假性相反.
思考辨析
判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)p是q的充分不必要条件等价于q是p的必要不充分条件.( √ )
(2)“三角形的内角和为180°”是全称量词命题.( √ )
(3)已知集合A,B,A∪B=A∩B的充要条件是A=B.( √ )
(4)命题“∃x∈R,sin2eq \f(x,2)+cs2eq \f(x,2)=eq \f(1,2)”是真命题.( × )
教材改编题
1.“a>b”是“ac2>bc2”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
答案 B
解析 当a>b时,若c2=0,则ac2=bc2,
所以a>b⇏ac2>bc2,
当ac2>bc2时,c2≠0,则a>b,
所以ac2>bc2⇒a>b,
即“a>b”是“ac2>bc2”的必要不充分条件.
2.使-2
答案 B
3.“等边三角形都是等腰三角形”的否定是________.
答案 存在一个等边三角形,它不是等腰三角形
题型一 充分、必要条件的判定
例1 (1)已知p:eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))x<1,q:lg2x<0,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.既不充分也不必要条件
答案 B
解析 由eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))x<1知x>0,所以p对应的x的范围为(0,+∞),
由lg2x<0知0
显然(0,1)(0,+∞),
所以p是q的必要不充分条件.
(2)(2021·全国甲卷)等比数列{an}的公比为q,前n项和为Sn.设甲:q>0,乙:{Sn}是递增数列,则( )
A.甲是乙的充分条件但不是必要条件
B.甲是乙的必要条件但不是充分条件
C.甲是乙的充要条件
D.甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件
答案 B
解析 当a1<0,q>1时,an=a1qn-1<0,此时数列{Sn}单调递减,所以甲不是乙的充分条件.当数列{Sn}单调递增时,有Sn+1-Sn=an+1=a1qn>0,若a1>0,则qn>0(n∈N*),即q>0;若a1<0,则qn<0(n∈N*),不存在.所以甲是乙的必要条件.
教师备选
1.在△ABC中,“AB2+BC2=AC2”是“△ABC为直角三角形”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
答案 A
解析 在△ABC中,若AB2+BC2=AC2,
则∠B=90°,
即△ABC为直角三角形,
若△ABC为直角三角形,推不出∠B=90°,
所以AB2+BC2=AC2不一定成立,
综上,“AB2+BC2=AC2”是“△ABC为直角三角形”的充分不必要条件.
2.(2022·宁波模拟)设a,b∈R,p:lg2(a-1)+lg2(b-1)>0,q:eq \f(1,a)+eq \f(1,b)<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.既不充分也不必要条件
答案 A
解析 由题意得,p:lg2(a-1)+lg2(b-1)
=lg2(a-1)(b-1)>0=lg21,
所以(a-1)(b-1)>1,即a+b
所以eq \f(1,a)+eq \f(1,b)<1,
所以p是q的充分条件;
因为eq \f(1,a)+eq \f(1,b)<1,
所以eq \f(a+b,ab)<1,
若ab>0,则a+b
所以p是q的非必要条件,
所以p是q的充分不必要条件.
思维升华 充分条件、必要条件的两种判定方法
(1)定义法:根据p⇒q,q⇒p进行判断,适用于定义、定理判断性问题.
(2)集合法:根据p,q对应的集合之间的包含关系进行判断,多适用于条件中涉及参数范围的推断问题.
跟踪训练1 (1)“a>2,b>2”是“a+b>4,ab>4”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
答案 A
解析 若a>2,b>2,则a+b>4,ab>4.
当a=1,b=5时,满足a+b>4,ab>4,但不满足a>2,b>2,
所以a+b>4,ab>4⇏a>2,b>2,
故“a>2,b>2”是“a+b>4,ab>4”的充分不必要条件.
(2)(2022·太原模拟)若a,b为非零向量,则“a⊥b”是“(a+b)2=a2+b2”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
答案 C
解析 因为a⊥b,所以a·b=0,
则(a+b)2=a2+2a·b+b2=a2+b2,
所以“a⊥b”是“(a+b)2=a2+b2”的充分条件;
反之,由(a+b)2=a2+b2得a·b=0,
所以非零向量a,b垂直,
“a⊥b”是“(a+b)2=a2+b2”的必要条件.
故“a⊥b”是“(a+b)2=a2+b2”的充要条件.
题型二 充分、必要条件的应用
例2 已知集合A={x|x2-8x-20≤0},非空集合B={x|1-m≤x≤1+m}.若x∈A是x∈B的必要条件,求m的取值范围.
解 由x2-8x-20≤0,得-2≤x≤10,
∴A={x|-2≤x≤10}.
由x∈A是x∈B的必要条件,知B⊆A.
则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(1-m≤1+m,,1-m≥-2, ∴0≤m≤3.,1+m≤10,))
∴当0≤m≤3时,x∈A是x∈B的必要条件,
即所求m的取值范围是[0,3].
延伸探究 本例中,若把“x∈A是x∈B的必要条件”改为“x∈A是x∈B的充分不必要条件”,求m的取值范围.
解 ∵x∈A是x∈B的充分不必要条件,
∴AB,
则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(1-m≤-2,,1+m>10))或eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(1-m<-2,,1+m≥10,))
解得m≥9,
故m的取值范围是[9,+∞).
教师备选
(2022·泰安模拟)已知p:x≥a,q:|x+2a|<3,且p是q的必要不充分条件,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,-1] B.(-∞,-1)
C.[1,+∞) D.(1,+∞)
答案 A
解析 因为q:|x+2a|<3,
所以q:-2a-3
因为p是q的必要不充分条件,所以AB,
所以a≤-2a-3,解得a≤-1.
思维升华 求参数问题的解题策略
(1)把充分条件、必要条件或充要条件转化为集合之间的关系,然后根据集合之间的关系列出关于参数的不等式(或不等式组)求解.
(2)要注意区间端点值的检验.
跟踪训练2 (1)(2022·衡水中学模拟)若不等式(x-a)2<1成立的充分不必要条件是1
解析 由(x-a)2<1得a-1
即eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a≤2,,a≥1,))解得1≤a≤2.
(2)已知p:实数m满足3a
答案 eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(1,3),\f(3,8)))
解析 由2-m>m-1>0,得1
解得eq \f(1,3)≤a≤eq \f(3,8).
题型三 全称量词与存在量词
命题点1 含量词命题的否定
例3 (1)已知命题p:∃n∈N,n2≥2n+5,则綈p为( )
A.∀n∈N,n2≥2n+5
B.∃n∈N,n2≤2n+5
C.∀n∈N,n2<2n+5
D.∃n∈N,n2=2n+5
答案 C
解析 由存在量词命题的否定可知,綈p为∀n∈N,n2<2n+5.所以C正确,A,B,D错误.
(2)命题:“奇数的立方是奇数”的否定是________.
答案 存在一个奇数,它的立方不是奇数
命题点2 含量词命题的真假判定
例4 (多选)下列命题是真命题的是( )
A.∃a∈R,使函数y=2x+a·2-x在R上为偶函数
B.∀x∈R,函数y=sin x+cs x+eq \r(2)的值恒为正数
C.∃x∈R,2x
答案 AC
解析 当a=1时,y=2x+2-x为偶函数,故A为真命题;
y=sin x+cs x+eq \r(2)=eq \r(2)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(π,4)))+eq \r(2),
当sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(π,4)))=-1时,y=0,故B为假命题;
当x∈(2,4)时,2x
∴ SKIPIF 1 < 0 < SKIPIF 1 < 0 eq \f(1,3),故D为假命题.
命题点3 含量词命题的应用
例5 已知命题“∃x∈R,使ax2-x+2≤0”是假命题,则实数a的取值范围是________.
答案 a>eq \f(1,8)
解析 因为命题“∃x∈R,使ax2-x+2≤0”是假命题,
所以命题“∀x∈R,使得ax2-x+2>0”是真命题,
当a=0时,得x<2,故命题“∀x∈R,使得ax2-x+2>0”是假命题,不符合题意;
当a≠0时,得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a>0,,Δ=1-8a<0,))
解得a>eq \f(1,8).
教师备选
1.(2022·西安模拟)下列命题中假命题是( )
A.∀x∈R,2x-1>0
B.∀x∈N*,(x-1)2>0
C.∃x∈R,lg x<1
D.∃x∈R,tan x=2
答案 B
解析 ∵指数函数y=2x的值域为(0,+∞),
∴∀x∈R,均可得到2x-1>0成立,故A项为真命题;
∵当x∈N*时,x-1∈N,
可得(x-1)2≥0,当且仅当x=1时取等号,
∴∃x∈N*,使(x-1)2>0不成立,故B项为假命题;
∵当x=1时,lg 1=0<1,
∴∃x∈R,使得lg x<1成立,故C项为真命题;
∵正切函数y=tan x的值域为R,
∴存在锐角x,使得tan x=2成立,故D项为真命题.
综上所述,只有B项是假命题.
2.若命题“∀x∈[1,4],x2-4x-m≠0”是假命题,则m的取值范围是( )
A.-4≤m≤-3 B.m<-4
C.m≥-4 D.-4≤m≤0
答案 D
解析 若命题“∀x∈[1,4],x2-4x-m≠0”是假命题,
则命题“∃x∈[1,4],x2-4x-m=0”是真命题,
则m=x2-4x,
设y=x2-4x=(x-2)2-4,
因为函数y=x2-4x在(1,2)上单调递减,在(2,4)上单调递增,
所以当x=2时,ymin=-4;
当x=4时,ymax=0,
故当1≤x≤4时,-4≤y≤0,则-4≤m≤0.
思维升华 含量词命题的解题策略
(1)判定全称量词命题是真命题,需证明都成立;要判定存在量词命题是真命题,只要找到一个成立即可.当一个命题的真假不易判定时,可以先判断其否定的真假.
(2)由命题真假求参数的范围,一是直接由命题的真假求参数的范围;二是可利用等价命题.
跟踪训练3 (1)命题“∀x>0,xsin x<2x-1”的否定是( )
A.∀x>0,xsin x≥2x-1
B.∃x>0,xsin x≥2x-1
C.∀x≤0,xsin x<2x-1
D.∃x≤0,xsin x≥2x-1
答案 B
解析 因为全称量词命题的否定是存在量词命题,所以命题“∀x>0,xsin x<2x-1”的否定是:∃x>0,xsin x≥2x-1.
(2)(2022·重庆模拟)下列命题为真命题的是( )
A.∀x∈R,x2-|x|+1≤0
B.∀x∈R,-1≤eq \f(1,cs x)≤1
C.∃x∈R,(ln x)2≤0
D.∃x∈R,sin x=3
答案 C
解析 对于A,因为x2-|x|+1=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(|x|-\f(1,2)))2+eq \f(3,4)>0恒成立,
所以∀x∈R,x2-|x|+1≤0是假命题;
对于B,当x=eq \f(π,3)时,eq \f(1,cs x)=2,
所以∀x∈R,-1≤eq \f(1,cs x)≤1是假命题;
对于C,当x=1时,ln x=0,
所以∃x∈R,(ln x)2≤0是真命题;
对于D,因为-1≤sin x≤1,所以∃x∈R,sin x=3是假命题.
(3)若命题“∃x∈R,x2-mx-m<0”为真命题,则实数m的取值范围是________.
答案 (-∞,-4)∪(0,+∞)
解析 依题意,Δ=m2+4m>0,
∴m>0或m<-4.
课时精练
1.命题 p:“有些三角形是等腰三角形”的否定是( )
A.有些三角形不是等腰三角形
B.有些三角形可能是等腰三角形
C.所有三角形不是等腰三角形
D.所有三角形是等腰三角形
答案 C
解析 命题p:“∃x∈A,使 P(x) 成立”,
綈p为“对∀x∈A,有 P(x) 不成立”.
故命题p:“有些三角形是等腰三角形”,
则綈p是“所有三角形不是等腰三角形”.
2.(2021·浙江)已知非零向量a,b,c,则“a·c=b·c”是“a=b”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充分必要条件
D.既不充分也不必要条件
答案 B
解析 由a·c=b·c,得到(a-b)·c=0,所以(a-b)⊥c或a=b,所以“a·c=b·c”是“a=b”的必要不充分条件.
3.以下四个命题既是存在量词命题又是真命题的是( )
A.锐角三角形有一个内角是钝角
B.至少有一个实数x,使x2≤0
C.两个无理数的和必是无理数
D.存在一个负数x,使eq \f(1,x)>2
答案 B
解析 A中锐角三角形的内角都是锐角,所以A是假命题;B中当x=0时,x2=0,满足x2≤0,所以B既是存在量词命题又是真命题;C中因为eq \r(2)+(-eq \r(2))=0不是无理数,所以C是假命题;D中对于任意一个负数x,都有eq \f(1,x)<0,不满足eq \f(1,x)>2,所以D是假命题.
4.(2022·沈阳模拟)在空间中,设m,n是两条直线,α,β表示两个平面,如果m⊂α,α∥β,那么“m⊥n”是“n⊥β”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
答案 B
解析 当m⊥n时,∵m⊂α,α∥β,
则n与β可能平行,∴充分性不成立;
当n⊥β时,∵α∥β,∴n⊥α,
∵m⊂α,∴m⊥n,∴必要性成立,
∴“m⊥n”是“n⊥β”的必要不充分条件.
5.若命题“∃x∈(0,+∞),使得ax>x2+4成立”是假命题,则实数a的取值范围是( )
A.(4,+∞) B.(-∞,4)
C.[4,+∞) D.(-∞,4]
答案 D
解析 若命题“∃x∈(0,+∞),使得ax>x2+4成立”是假命题,
则有“∀x∈(0,+∞),使得ax≤x2+4成立”是真命题.
即a≤x+eq \f(4,x),则a≤eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(4,x)))min,
又x+eq \f(4,x)≥2eq \r(4)=4,当且仅当x=2时取等号,故a≤4.
6.(2022·南京模拟)已知集合M=[-1,1],那么“a≥-eq \f(2,3)”是“∃x∈M,4x-2x+1-a≤0”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.既不充分也不必要条件
D.充要条件
答案 A
解析 ∵∃x∈M,4x-2x+1-a≤0,
∴a≥(4x-2x+1)min,x∈[-1,1],
设t=2x,
则f(t)=t2-2t=(t-1)2-1,t∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(1,2),2)),
∴f(t)min=f(1)=-1,∴a≥-1,
∵eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(2,3),+∞))[-1,+∞),
∴“a≥-eq \f(2,3)”是“∃x∈M,4x-2x+1-a≤0”的充分不必要条件.
7.(多选)(2022·烟台调研)下列四个命题中是真命题的有( )
A.∀x∈R,3x>0
B.∀x∈R,x2+x+1≤0
C.∀x∈R,sin x<2x
D.∃x∈R,cs x>x2+x+1
答案 AD
解析 ∀x∈R,3x>0恒成立,A是真命题;
∵x2+x+1=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(1,2)))2+eq \f(3,4)>0,
∴B是假命题;
由sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(3,2)π))=1> SKIPIF 1 < 0 ,知C是假命题;
取x=-eq \f(1,2),cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)))>cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,6)))=eq \f(\r(3),2),
但x2+x+1=eq \f(3,4)
A.xc2>yc2 B.eq \f(1,x)
答案 ABD
解析 对于A选项,若xc2>yc2 ,则c2≠0,则x>y,
反之x>y,当c=0时得不出xc2>yc2,
所以“xc2>yc2”是“x>y”的充分不必要条件,故A正确;
对于B选项,由eq \f(1,x)
但x>y不能推出eq \f(1,x)
故B正确;
对于C选项,由|x|>|y|可得x2>y2,
则(x+y)(x-y)>0,不能推出x>y;
由x>y也不能推出|x|>|y|(如x=1,y=-2),
所以“|x|>|y|”是“x>y”的既不充分也不必要条件,故C错误;
对于D选项,若ln x>ln y,则x>y,反之x>y得不出ln x>ln y,
所以“ln x>ln y”是“x>y”的充分不必要条件,
故D正确.
9.若命题p:∀x∈(0,+∞),eq \r(x)>x+1,则命题p的否定为________.
答案 ∃x∈(0,+∞),eq \r(x)≤x+1
10.(2022·衡阳模拟)使得“2x>4x”成立的一个充分条件是________.
答案 x<-1(答案不唯一)
解析 由于4x=22x,故2x>22x等价于x>2x,
解得x<0,
使得“2x>4x”成立的一个充分条件只需为集合{x|x<0}的子集即可.
11.直线y=kx+1与圆x2+y2=a2(a>0)有公共点的充要条件是________.
答案 a∈[1,+∞)
解析 直线y=kx+1过定点(0,1),
依题意知点(0,1)在圆x2+y2=a2内部(包含边界),
∴a2≥1.
又a>0,∴a≥1.
12.已知命题p:“∀x∈[1,+∞),x2-a≥0”,命题q:“∃x∈R,x2+2ax+2-a=0”,若命题p,q均为真命题,则实数a的取值范围为____________________.
答案 {a|a≤-2或a=1}
解析 由题意可知p和q均为真命题,由命题p为真命题,得∀x∈[1,+∞),x2≥a恒成立,(x2)min=1,得a≤1;由命题q为真命题,知Δ=4a2-4(2-a)≥0成立,得a≤-2或a≥1,所以实数a的取值范围为{a|a≤-2或a=1}.
13.(2022·苏州中学月考)在△ABC中,“A>B”是“cs A
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
答案 C
解析 因为A,B是△ABC的内角,且A>B,
所以0因为y=cs x在(0,π)上单调递减,
所以cs A
0若cs A
答案 0
解析 “∃x∈(a,b),f(x)+f(-x)≠0”的否定是∀x∈(a,b),f(x)+f(-x)=0,依题意得,命题∀x∈(a,b),f(x)+f(-x)=0为真命题,故函数y=f(x),x∈(a,b)为奇函数,
∴a+b=0,∴f(a+b)=f(0)=0.
15.(多选)已知a∈R,则使命题“∀x∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),π)),x2-sin x-a≥0”为真命题的一个充分不必要条件是( )
A.a<1 B.a≤2
C.a
解析 x∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),π)),令f(x)=x2-sin x,
则f′(x)=2x-cs x>0,
则函数f(x)=x2-sin x在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),π))上单调递增,
∀x∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),π)),f(x)>f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)))=eq \f(π2-4,4),
所以原命题为真命题的充要条件为a≤eq \f(π2-4,4),
而1
16.f(x)=-x2-6x-3,记max{p,q}表示p,q二者中较大的一个,函数g(x)=maxeq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))x-2,lg2x+3)),若m<-2,且∀x1∈[m,-2],∃x2∈[0,+∞),使f(x1)=g(x2)成立,则m的最小值为________.
答案 -5
解析 y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))x-2为减函数,
y=lg2(x+3)为增函数,
观察尝试可知当且仅当x=1时,
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))x-2=lg2(x+3).
由题意得,g(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))x-2,0≤x<1,,lg2x+3,x≥1,))
∴在[0,+∞)上,g(x)min=g(1)=2,g(x)的值域为[2,+∞),
f(x)=-(x+3)2+6≤6.
“∀x1∈[m,-2],∃x2∈[0,+∞),使f(x1)=g(x2)成立”等价于f(x)在[m,-2]上的函数值域是g(x)在[0,+∞)上的值域的子集,作函数y=f(x),y=g(x)的图象,如图所示,
令f(x)=-x2-6x-3=2,解得x=-5或x=-1,
则m的最小值为-5.若p⇒q,则p是q的充分条件,q是p的必要条件
p是q的充分不必要条件
p⇒q且q⇏p
p是q的必要不充分条件
p⇏q且q⇒p
p是q的充要条件
p⇔q
p是q的既不充分也不必要条件
p⇏q且q⇏p
名称
全称量词命题
存在量词命题
结构
对M中任意一个x,p(x)成立
存在M中的元素x,p(x)成立
简记
∀x∈M,p(x)
∃x∈M,p(x)
否定
∃x∈M,綈p(x)
∀x∈M,綈p(x)
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