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2020版高考数学(文)新增分大一轮人教通用版讲义:第一章 集合与常用逻辑用语1.3
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§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.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:短语“所有的”“任意一个”等在逻辑中通常叫做全称量词,用符号“∀”表示.
(2)存在量词:短语“存在一个”“至少有一个”等在逻辑中通常叫做存在量词,用符号“∃”表示.
3.全称命题、存在性命题及含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)
概念方法微思考
含有逻辑联结词的命题的真假有什么规律?
提示 p∨q:一真即真;p∧q:一假即假;p,綈p:真假相反.
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)“全等三角形的面积相等”是存在性命题.( × )
(4)命题綈(p∧q)是假命题,则命题p,q都是真命题.( × )
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∨q,p∧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∨q,p∧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∧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
答案 A
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,故选A.
5.(2018·大连质检)命题“∃x∈R,x2-x-1>0”的否定是( )
A.∀x∈R,x2-x-1≤0 B.∀x∈R,x2-x-1>0
C.∃x∈R,x2-x-1≤0 D.∃x∈R,x2-x-1≥0
答案 A
6.若“∀x∈,tan x≤m”是真命题,则实数m的最小值为________.
答案 1
解析 ∵函数y=tan x在上是增函数,
∴ymax=tan =1.依题意知,m≥ymax,即m≥1.
∴m的最小值为1.
题型一 含有逻辑联结词的命题的真假判断
1.命题p:若sin x>sin y,则x>y;命题q:x2+y2≥2xy.下列命题为假命题的是( )
A.p或q B.p且q C.q D.綈p
答案 B
解析 取x=,y=,可知命题p是假命题;
由(x-y)2≥0恒成立,可知命题q是真命题,故綈p为真命题,p或q是真命题,p且q是假命题.
2.已知命题p:∃x∈R,x2-x+1≥0;命题q:若a2
A.p∧q B.p∧(綈q)
C.(綈p)∧q D.(綈p)∧(綈q)
答案 B
解析 ∵一元二次方程x2-x+1=0的判别式Δ=(-1)2-4×1×1<0,∴x2-x+1>0恒成立,
∴p为真命题,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.
根据真值表可知p∧(綈q)为真命题,p∧q,(綈p)∧q,(綈p)∧(綈q)为假命题.故选B.
3.已知命题p:∃x∈R,使sin x=;命题q:∀x∈R,都有x2+x+1>0.给出下列结论:①命题“p∧q”是真命题;②命题“p∧(綈q)”是假命题;③命题“(綈p)∨q”是真命题;④命题“(綈p)∨(綈q)”是假命题,其中正确的是_____.(把所有正确结论的序号都填上)
答案 ②③
解析 因为对任意实数x,|sin x|≤1,而>1,所以p为假;因为x2+x+1=0的判别式Δ<0,所以q为真.故②③正确.
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
例1 (1)(2018·沈阳模拟)下列四个命题中真命题是( )
A.∀n∈R,n2≥n
B.∃n∈R,∀m∈R,m·n=m
C.∀n∈R,∃m∈R,m2
D.∀n∈R,n2
答案 B
解析 对于选项A,令n=,即可验证其不正确;对于选项C,D,可令n=-1加以验证,均不正确,故选B.
(2)下列命题中的假命题是( )
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 当x∈N+时,x-1∈N,可得(x-1)2≥0,当且仅当x=1时取等号,故B不正确;易知A,C,D正确,故选B.
命题点2 含一个量词的命题的否定
例2 (1)已知命题p:“∃x∈R,ex-x-1≤0”,则綈p为( )
A.∃x∈R,ex-x-1≥0
B.∃x∈R,ex-x-1>0
C.∀x∈R,ex-x-1>0
D.∀x∈R,ex-x-1≥0
答案 C
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”,故选C.
(2)(2018·福州质检)已知命题p:∀x1,x2∈R,[f(x2)-f(x1)](x2-x1)≥0,则綈p是( )
A.∃x1,x2∈R,[f(x2)-f(x1)](x2-x1)≤0
B.∀x1,x2∈R,[f(x2)-f(x1)](x2-x1)≤0
C.∃x1,x2∈R,[f(x2)-f(x1)](x2-x1)<0
D.∀x1,x2∈R,[f(x2)-f(x1)](x2-x1)<0
答案 C
解析 已知全称命题p:∀x1,x2∈R,[f(x2)-f(x1)]·(x2-x1)≥0,则綈p:∃x1,x2∈R,[f(x2)-f(x1)](x2-x1)<0,故选C.
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,只要在限定集合内找到一个x=x0,使p(x0)成立.
(2)对全称(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 (1)(2018·东北三校联考)下列命题中是假命题的是( )
A.∃x∈R,log2x=0 B.∃x∈R,cos x=1
C.∀x∈R,x2>0 D.∀x∈R,2x>0
答案 C
解析 因为log21=0,cos 0=1,所以选项A,B均为真命题,02=0,选项C为假命题,2x>0,选项D为真命题,故选C.
(2)已知命题p:∃x∈R,log2(3x+1)≤0,则( )
A.p是假命题;綈p:∀x∈R,log2(3x+1)≤0
B.p是假命题;綈p:∀x∈R,log2(3x+1)>0
C.p是真命题;綈p:∀x∈R,log2(3x+1)≤0
D.p是真命题;綈p:∀x∈R,log2(3x+1)>0
答案 B
解析 因为3x>0,所以3x+1>1,则log2(3x+1)>0,
所以p是假命题;綈p:∀x∈R,log2(3x+1)>0.故选B.
题型三 命题中参数的取值范围
例3 (1)(2018·包头质检)已知命题p:“∀x∈[0,1],a≥ex”;命题q:“∃x∈R,使得x2+4x+a=0”.若命题“p∧q”是真命题,则实数a的取值范围为____________.
答案 [e,4]
解析 若命题“p∧q”是真命题,那么命题p,q都是真命题.由∀x∈[0,1],a≥ex,得a≥e;由∃x∈R,使x2+4x+a=0,得Δ=16-4a≥0,则a≤4,因此e≤a≤4.则实数a的取值范围为[e,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2 (1)已知命题“∀x∈R,x2-5x+a>0”的否定为假命题,则实数a的取值范围是______________.
答案
解析 由“∀x∈R,x2-5x+a>0”的否定为假命题,可知原命题必为真命题,即不等式x2-5x+a>0对任意实数x恒成立.
设f(x)=x2-5x+a,则其图象恒在x轴的上方.
故Δ=25-4×a<0,解得a>,
即实数a的取值范围为.
(2)已知c>0,且c≠1,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的取值范围为________.
答案 ∪(1,+∞)
解析 由命题p为真知,0
由命题q为真知,2≤x+≤,
要使x+>恒成立,需<2,即c>,
若“p∨q”为真命题,“p∧q”为假命题,
则p,q中必有一真一假,
当p真q假时,c的取值范围是0
当p假q真时,c的取值范围是c>1.
综上可知,c的取值范围是∪(1,+∞).
常用逻辑用语
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
例1 (1)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.
(2)(2018·哈尔滨联考)已知命题p:∀x∈R,3x<5x;命题q:∃x∈R,x3=1-x2,则下列命题中为真命题的是( )
A.p∧q B.(綈p)∧q
C.p∧(綈q) D.(綈p)∧(綈q)
答案 B
解析 若x=0,则30=50=1,∴p是假命题,
∵方程x3=1-x2有解,∴q是真命题,
∴(綈p)∧q是真命题.
二、充要条件的判断
例2 (1)设m,n为非零向量,则“存在负数λ,使得m=λn”是“m·n<0”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 ∵存在负数λ,使得m=λn,∴非零向量m与n方向相反,∴m·n<0.
∵m·n<0,即|m||n|cos〈m,n〉<0,
∴cos〈m,n〉<0,∴m与n的夹角为钝角或平角,不一定有m与n反向,故选A.
(2)已知圆C:(x-1)2+y2=r2(r>0).设p:0
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 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
三、求参数的取值范围
例3 (1)(2018·周口模拟)若命题“∃x∈R,x2+(a-1)x+1<0”是真命题,则实数a的取值范围是( )
A.[-1,3]
B.(-1,3)
C.(-∞,-1]∪[3,+∞)
D.(-∞,-1)∪(3,+∞)
答案 D
解析 因为命题“∃x∈R,x2+(a-1)x+1<0”等价于“x2+(a-1)x+1=0有两个不等的实根”,所以Δ=(a-1)2-4>0,即a2-2a-3>0,解得a<-1或a>3.
(2)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
因为p∧q为假命题,所以p,q中至少有一个为假命题,
当p真q假时,m≤-2;
当p假q真时,-1
当p假q假时,m≥2,
所以m≤-2或m>-1.
1.已知命题p:“x>3”是“x2>9”的充要条件,命题q:“a2>b2”是“a>b”的充要条件,则( )
A.p∨q为真 B.p∧q为真
C.p真q假 D.p∨q为假
答案 D
解析 由x>3能够得出x2>9,反之不成立,故命题p是假命题;由a2>b2可得|a|>|b|,但a不一定大于b,反之也不一定成立,故命题q是假命题.因此选D.
2.以下四个命题中既是存在性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,>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既是存在性命题又是真命题;C中因为+(-)=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<0,不满足>2,所以D是假命题.
3.已知命题p:∃x∈R,x2+1<2x;命题q:若mx2-mx+1>0恒成立,则0
A.“綈p”是假命题 B.q是真命题
C.“p∨q”为假命题 D.“p∧q”为真命题
答案 C
解析 因为x2+1<2x,
即x2-2x+1<0,也即(x-1)2<0,
所以命题p为假;
若mx2-mx+1>0恒成立,
则m=0或
则0≤m<4,所以命题q为假,故选C.
4.命题“∀x∈R,∃n∈N+,使得n≤x2”的否定形式是( )
A.∀x∈R,∃n∈N+,使得n>x2
B.∀x∈R,∀n∈N+,使得n>x2
C.∃x∈R,∃n∈N+,使得n>x2
D.∃x∈R,∀n∈N+,使得n>x2
答案 D
解析 ∀改写为∃,∃改写为∀,n≤x2的否定是n>x2,则该命题的否定形式为“∃x∈R,∀n∈N+,使得n>x2”.故选D.
5.若∃x∈,使得2x2-λx+1<0成立是假命题,则实数λ的取值范围是( )
A.(-∞,2] B.(2,3] C. D.{3}
答案 A
解析 因为∃x∈,使得2x2-λx+1<0成立是假命题,所以∀x∈,2x2-λx+1≥0恒成立是真命题,即∀x∈,λ≤2x+恒成立是真命题,令f(x)=2x+,则f′(x)=2-,当x∈时,f′(x)<0,当x∈时,f′(x)>0,所以f(x)≥f=2,则λ≤2.
6.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( )
A.(0,4] B.[0,4]
C.(-∞,0]∪[4,+∞) D.(-∞,0)∪(4,+∞)
答案 D
解析 因为命题p:∀x∈R,ax2+ax+1≥0,
所以綈p:∃x∈R,ax2+a x+1<0,
则a<0或解得a<0或a>4.
7.下列命题中,真命题是( )
A.∃x∈R,ex≤0
B.∀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.(2018·鄂尔多斯模拟)已知命题p:∃x∈R,cos x=;命题q:∀x∈R,x2-x+1>0.则下列结论正确的是( )
A.命题p∧q是真命题 B.命题p∧(綈q)是真命题
C.命题(綈p)∧q是真命题 D.命题(綈p)∨(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:∃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:∀x∈R,x2-x+1>0是真命题.
由此对照各个选项,可知命题(綈p)∧q是真命题.
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 ∃x∈(0,+∞),≤x+1
解析 因为p是綈p的否定,所以只需将全称量词变为存在量词,再对结论否定即可.
10.若命题“对∀x∈R,kx2-kx-1<0”是真命题,则k的取值范围是________________.
答案 (-4,0]
解析 “对∀x∈R,kx2-kx-1<0”是真命题,当k=0时,则有-1<0;当k≠0时,则有k<0且Δ=(-k)2-4×k×(-1)=k2+4k<0,解得-4
11.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 12.已知命题p1:∀x∈(0,+∞),3x>2x,p2:∃θ∈R,sin θ+cos θ=,则在命题q1:p1∨p2;q2:p1∧p2;q3:(綈p1)∨p2和q4:p1∧(綈p2)中,真命题是________.
答案 q1,q4
解析 因为y=x在R上是增函数,即y=x>1在(0,+∞)上恒成立,所以命题p1是真命题;sin θ+cos θ=sin≤,所以命题p2是假命题,綈p2是真命题,所以命题q1:p1∨p2,q4:p1∧(綈p2)是真命题.
13.(2018·鞍山模拟)已知命题p:∃x∈R,使tan x=1;命题q:x2-3x+2<0的解集是{x|1
①命题“p且q”是真命题;
②命题“p且綈q”是假命题;
③命题“綈p或q”是真命题;
④命题“綈p或綈q”是假命题.
其中正确结论的序号为____________.
答案 ①②③④
解析 ∵命题p,q均为真命题,
∴“p且q”是真命题,“p且綈q”是假命题,“綈p或q”是真命题,“綈p或綈q”是假命题,故①②③④都正确.
14.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,+∞)上是单调递增函数;当0
当命题q为真命题时,有Δ=m2-4≤0,即-2≤m≤2.
所以当p∨(綈q)为假命题时,m的取值范围是0≤m≤2.
15.已知函数f(x)=x+,g(x)=2x+a,若∀x1∈,∀x2∈[2,3],f(x1)≥g(x2)恒成立,则实数a的取值范围是______________.
答案 (-∞,-3]
解析 由题意知f(x)min≥g(x)max(x∈[2,3]),因为f(x)在上为减函数,g(x)在[2,3]上为增函数,所以f(x)min=f(1)=5,g(x)max=g(3)=8+a,所以5≥8+a,即a≤-3.
16.已知p:∀x∈,2x>m(x2+1),q:函数f(x)=4x+2x+1+m-1存在零点.若“p∨q”为真命题,“p∧q”为假命题,则实数m的取值范围是____________.
答案
解析 ∀x∈,2x>m(x2+1),即m<=在上恒成立,当x=时,max=,∴min=,
∴由p真得m<.
设t=2x,则t∈(0,+∞),则函数f(x)化为g(t)=t2+2t+m-1,由题意知g(t)在(0,+∞)上存在零点,令g(t)=0,得m=-(t+1)2+2,又t>0,所以由q真得m<1.
又“p∨q”为真,“p∧q”为假,∴p,q一真一假,
则或解得≤m<1.
故所求实数m的取值范围是.
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.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:短语“所有的”“任意一个”等在逻辑中通常叫做全称量词,用符号“∀”表示.
(2)存在量词:短语“存在一个”“至少有一个”等在逻辑中通常叫做存在量词,用符号“∃”表示.
3.全称命题、存在性命题及含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)
概念方法微思考
含有逻辑联结词的命题的真假有什么规律?
提示 p∨q:一真即真;p∧q:一假即假;p,綈p:真假相反.
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)“全等三角形的面积相等”是存在性命题.( × )
(4)命题綈(p∧q)是假命题,则命题p,q都是真命题.( × )
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∨q,p∧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∨q,p∧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∧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
答案 A
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,故选A.
5.(2018·大连质检)命题“∃x∈R,x2-x-1>0”的否定是( )
A.∀x∈R,x2-x-1≤0 B.∀x∈R,x2-x-1>0
C.∃x∈R,x2-x-1≤0 D.∃x∈R,x2-x-1≥0
答案 A
6.若“∀x∈,tan x≤m”是真命题,则实数m的最小值为________.
答案 1
解析 ∵函数y=tan x在上是增函数,
∴ymax=tan =1.依题意知,m≥ymax,即m≥1.
∴m的最小值为1.
题型一 含有逻辑联结词的命题的真假判断
1.命题p:若sin x>sin y,则x>y;命题q:x2+y2≥2xy.下列命题为假命题的是( )
A.p或q B.p且q C.q D.綈p
答案 B
解析 取x=,y=,可知命题p是假命题;
由(x-y)2≥0恒成立,可知命题q是真命题,故綈p为真命题,p或q是真命题,p且q是假命题.
2.已知命题p:∃x∈R,x2-x+1≥0;命题q:若a2
C.(綈p)∧q D.(綈p)∧(綈q)
答案 B
解析 ∵一元二次方程x2-x+1=0的判别式Δ=(-1)2-4×1×1<0,∴x2-x+1>0恒成立,
∴p为真命题,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.
根据真值表可知p∧(綈q)为真命题,p∧q,(綈p)∧q,(綈p)∧(綈q)为假命题.故选B.
3.已知命题p:∃x∈R,使sin x=;命题q:∀x∈R,都有x2+x+1>0.给出下列结论:①命题“p∧q”是真命题;②命题“p∧(綈q)”是假命题;③命题“(綈p)∨q”是真命题;④命题“(綈p)∨(綈q)”是假命题,其中正确的是_____.(把所有正确结论的序号都填上)
答案 ②③
解析 因为对任意实数x,|sin x|≤1,而>1,所以p为假;因为x2+x+1=0的判别式Δ<0,所以q为真.故②③正确.
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
例1 (1)(2018·沈阳模拟)下列四个命题中真命题是( )
A.∀n∈R,n2≥n
B.∃n∈R,∀m∈R,m·n=m
C.∀n∈R,∃m∈R,m2
解析 对于选项A,令n=,即可验证其不正确;对于选项C,D,可令n=-1加以验证,均不正确,故选B.
(2)下列命题中的假命题是( )
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 当x∈N+时,x-1∈N,可得(x-1)2≥0,当且仅当x=1时取等号,故B不正确;易知A,C,D正确,故选B.
命题点2 含一个量词的命题的否定
例2 (1)已知命题p:“∃x∈R,ex-x-1≤0”,则綈p为( )
A.∃x∈R,ex-x-1≥0
B.∃x∈R,ex-x-1>0
C.∀x∈R,ex-x-1>0
D.∀x∈R,ex-x-1≥0
答案 C
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”,故选C.
(2)(2018·福州质检)已知命题p:∀x1,x2∈R,[f(x2)-f(x1)](x2-x1)≥0,则綈p是( )
A.∃x1,x2∈R,[f(x2)-f(x1)](x2-x1)≤0
B.∀x1,x2∈R,[f(x2)-f(x1)](x2-x1)≤0
C.∃x1,x2∈R,[f(x2)-f(x1)](x2-x1)<0
D.∀x1,x2∈R,[f(x2)-f(x1)](x2-x1)<0
答案 C
解析 已知全称命题p:∀x1,x2∈R,[f(x2)-f(x1)]·(x2-x1)≥0,则綈p:∃x1,x2∈R,[f(x2)-f(x1)](x2-x1)<0,故选C.
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,只要在限定集合内找到一个x=x0,使p(x0)成立.
(2)对全称(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 (1)(2018·东北三校联考)下列命题中是假命题的是( )
A.∃x∈R,log2x=0 B.∃x∈R,cos x=1
C.∀x∈R,x2>0 D.∀x∈R,2x>0
答案 C
解析 因为log21=0,cos 0=1,所以选项A,B均为真命题,02=0,选项C为假命题,2x>0,选项D为真命题,故选C.
(2)已知命题p:∃x∈R,log2(3x+1)≤0,则( )
A.p是假命题;綈p:∀x∈R,log2(3x+1)≤0
B.p是假命题;綈p:∀x∈R,log2(3x+1)>0
C.p是真命题;綈p:∀x∈R,log2(3x+1)≤0
D.p是真命题;綈p:∀x∈R,log2(3x+1)>0
答案 B
解析 因为3x>0,所以3x+1>1,则log2(3x+1)>0,
所以p是假命题;綈p:∀x∈R,log2(3x+1)>0.故选B.
题型三 命题中参数的取值范围
例3 (1)(2018·包头质检)已知命题p:“∀x∈[0,1],a≥ex”;命题q:“∃x∈R,使得x2+4x+a=0”.若命题“p∧q”是真命题,则实数a的取值范围为____________.
答案 [e,4]
解析 若命题“p∧q”是真命题,那么命题p,q都是真命题.由∀x∈[0,1],a≥ex,得a≥e;由∃x∈R,使x2+4x+a=0,得Δ=16-4a≥0,则a≤4,因此e≤a≤4.则实数a的取值范围为[e,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2 (1)已知命题“∀x∈R,x2-5x+a>0”的否定为假命题,则实数a的取值范围是______________.
答案
解析 由“∀x∈R,x2-5x+a>0”的否定为假命题,可知原命题必为真命题,即不等式x2-5x+a>0对任意实数x恒成立.
设f(x)=x2-5x+a,则其图象恒在x轴的上方.
故Δ=25-4×a<0,解得a>,
即实数a的取值范围为.
(2)已知c>0,且c≠1,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的取值范围为________.
答案 ∪(1,+∞)
解析 由命题p为真知,0
要使x+>恒成立,需<2,即c>,
若“p∨q”为真命题,“p∧q”为假命题,
则p,q中必有一真一假,
当p真q假时,c的取值范围是0
综上可知,c的取值范围是∪(1,+∞).
常用逻辑用语
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
例1 (1)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.
(2)(2018·哈尔滨联考)已知命题p:∀x∈R,3x<5x;命题q:∃x∈R,x3=1-x2,则下列命题中为真命题的是( )
A.p∧q B.(綈p)∧q
C.p∧(綈q) D.(綈p)∧(綈q)
答案 B
解析 若x=0,则30=50=1,∴p是假命题,
∵方程x3=1-x2有解,∴q是真命题,
∴(綈p)∧q是真命题.
二、充要条件的判断
例2 (1)设m,n为非零向量,则“存在负数λ,使得m=λn”是“m·n<0”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 ∵存在负数λ,使得m=λn,∴非零向量m与n方向相反,∴m·n<0.
∵m·n<0,即|m||n|cos〈m,n〉<0,
∴cos〈m,n〉<0,∴m与n的夹角为钝角或平角,不一定有m与n反向,故选A.
(2)已知圆C:(x-1)2+y2=r2(r>0).设p:0
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
答案 C
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
例3 (1)(2018·周口模拟)若命题“∃x∈R,x2+(a-1)x+1<0”是真命题,则实数a的取值范围是( )
A.[-1,3]
B.(-1,3)
C.(-∞,-1]∪[3,+∞)
D.(-∞,-1)∪(3,+∞)
答案 D
解析 因为命题“∃x∈R,x2+(a-1)x+1<0”等价于“x2+(a-1)x+1=0有两个不等的实根”,所以Δ=(a-1)2-4>0,即a2-2a-3>0,解得a<-1或a>3.
(2)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
当p真q假时,m≤-2;
当p假q真时,-1
所以m≤-2或m>-1.
1.已知命题p:“x>3”是“x2>9”的充要条件,命题q:“a2>b2”是“a>b”的充要条件,则( )
A.p∨q为真 B.p∧q为真
C.p真q假 D.p∨q为假
答案 D
解析 由x>3能够得出x2>9,反之不成立,故命题p是假命题;由a2>b2可得|a|>|b|,但a不一定大于b,反之也不一定成立,故命题q是假命题.因此选D.
2.以下四个命题中既是存在性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,>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既是存在性命题又是真命题;C中因为+(-)=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<0,不满足>2,所以D是假命题.
3.已知命题p:∃x∈R,x2+1<2x;命题q:若mx2-mx+1>0恒成立,则0
C.“p∨q”为假命题 D.“p∧q”为真命题
答案 C
解析 因为x2+1<2x,
即x2-2x+1<0,也即(x-1)2<0,
所以命题p为假;
若mx2-mx+1>0恒成立,
则m=0或
则0≤m<4,所以命题q为假,故选C.
4.命题“∀x∈R,∃n∈N+,使得n≤x2”的否定形式是( )
A.∀x∈R,∃n∈N+,使得n>x2
B.∀x∈R,∀n∈N+,使得n>x2
C.∃x∈R,∃n∈N+,使得n>x2
D.∃x∈R,∀n∈N+,使得n>x2
答案 D
解析 ∀改写为∃,∃改写为∀,n≤x2的否定是n>x2,则该命题的否定形式为“∃x∈R,∀n∈N+,使得n>x2”.故选D.
5.若∃x∈,使得2x2-λx+1<0成立是假命题,则实数λ的取值范围是( )
A.(-∞,2] B.(2,3] C. D.{3}
答案 A
解析 因为∃x∈,使得2x2-λx+1<0成立是假命题,所以∀x∈,2x2-λx+1≥0恒成立是真命题,即∀x∈,λ≤2x+恒成立是真命题,令f(x)=2x+,则f′(x)=2-,当x∈时,f′(x)<0,当x∈时,f′(x)>0,所以f(x)≥f=2,则λ≤2.
6.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( )
A.(0,4] B.[0,4]
C.(-∞,0]∪[4,+∞) D.(-∞,0)∪(4,+∞)
答案 D
解析 因为命题p:∀x∈R,ax2+ax+1≥0,
所以綈p:∃x∈R,ax2+a x+1<0,
则a<0或解得a<0或a>4.
7.下列命题中,真命题是( )
A.∃x∈R,ex≤0
B.∀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.(2018·鄂尔多斯模拟)已知命题p:∃x∈R,cos x=;命题q:∀x∈R,x2-x+1>0.则下列结论正确的是( )
A.命题p∧q是真命题 B.命题p∧(綈q)是真命题
C.命题(綈p)∧q是真命题 D.命题(綈p)∨(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:∃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:∀x∈R,x2-x+1>0是真命题.
由此对照各个选项,可知命题(綈p)∧q是真命题.
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 ∃x∈(0,+∞),≤x+1
解析 因为p是綈p的否定,所以只需将全称量词变为存在量词,再对结论否定即可.
10.若命题“对∀x∈R,kx2-kx-1<0”是真命题,则k的取值范围是________________.
答案 (-4,0]
解析 “对∀x∈R,kx2-kx-1<0”是真命题,当k=0时,则有-1<0;当k≠0时,则有k<0且Δ=(-k)2-4×k×(-1)=k2+4k<0,解得-4
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 12.已知命题p1:∀x∈(0,+∞),3x>2x,p2:∃θ∈R,sin θ+cos θ=,则在命题q1:p1∨p2;q2:p1∧p2;q3:(綈p1)∨p2和q4:p1∧(綈p2)中,真命题是________.
答案 q1,q4
解析 因为y=x在R上是增函数,即y=x>1在(0,+∞)上恒成立,所以命题p1是真命题;sin θ+cos θ=sin≤,所以命题p2是假命题,綈p2是真命题,所以命题q1:p1∨p2,q4:p1∧(綈p2)是真命题.
13.(2018·鞍山模拟)已知命题p:∃x∈R,使tan x=1;命题q:x2-3x+2<0的解集是{x|1
②命题“p且綈q”是假命题;
③命题“綈p或q”是真命题;
④命题“綈p或綈q”是假命题.
其中正确结论的序号为____________.
答案 ①②③④
解析 ∵命题p,q均为真命题,
∴“p且q”是真命题,“p且綈q”是假命题,“綈p或q”是真命题,“綈p或綈q”是假命题,故①②③④都正确.
14.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,+∞)上是单调递增函数;当0
所以当p∨(綈q)为假命题时,m的取值范围是0≤m≤2.
15.已知函数f(x)=x+,g(x)=2x+a,若∀x1∈,∀x2∈[2,3],f(x1)≥g(x2)恒成立,则实数a的取值范围是______________.
答案 (-∞,-3]
解析 由题意知f(x)min≥g(x)max(x∈[2,3]),因为f(x)在上为减函数,g(x)在[2,3]上为增函数,所以f(x)min=f(1)=5,g(x)max=g(3)=8+a,所以5≥8+a,即a≤-3.
16.已知p:∀x∈,2x>m(x2+1),q:函数f(x)=4x+2x+1+m-1存在零点.若“p∨q”为真命题,“p∧q”为假命题,则实数m的取值范围是____________.
答案
解析 ∀x∈,2x>m(x2+1),即m<=在上恒成立,当x=时,max=,∴min=,
∴由p真得m<.
设t=2x,则t∈(0,+∞),则函数f(x)化为g(t)=t2+2t+m-1,由题意知g(t)在(0,+∞)上存在零点,令g(t)=0,得m=-(t+1)2+2,又t>0,所以由q真得m<1.
又“p∨q”为真,“p∧q”为假,∴p,q一真一假,
则或解得≤m<1.
故所求实数m的取值范围是.
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