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第2讲 常用逻辑用语
复习要点 1.理解必要条件、充分条件与充要条件的意义,理解定义、判定定理、
性质定理与充要条件、充分条件、必要条件的关系.2.通过已知的数学实例,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.
一 命题的概念
使用语言、符号或者式子表达的,可以判断
概念
真假的陈述句
特点 (1)能判断真假;(2)陈述句
分类 真命题、假命题
二 充分条件、必要条件与充要条件的概念
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
三 全称量词和存在量词
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.
四 全称量词命题和存在量词命题
名称 全称量词命题 存在量词命题
对M中任意一个x,p(x)
结构 存在M中的元素x,p(x)成立
成立
简记 ∀x∈M,p(x) ∃x∈M,p(x)
否定 ∃x∈M,綈p(x) ∀ x ∈ M , 綈 p ( x )
常/用/结/论
1.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 B A ;一个推理形式等价于 3种不同叙述形式. 如:p⇒q且q⇒/ p. 等价于:①p是q
的充分不必要条件 (或q的充分不必要条件是p); ②q是p的必要不充分条件(或p的必
要不充分条件是q); ③AB.
④若p是q的充要条件,则A=B.
2.p是q的充分不必要条件,等价于綈q是綈p的充分不必要条件.
1.判断下列结论是否正确.
(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)“菱形的边长相等”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,sin +cos =”是真命题.()
2.(多选)下列命题的否定中,是全称量词命题且为真命题的是( )
A.∃x∈R,x2-x+<0
B.所有的正方形都是矩形
C.∃x∈R,x2+2x+2=0
D.至少有一个实数x,使x3+1=0
解析:对于 A,其否定为∀x∈R,x2-x+≥0,是全称量词命题,又 x2-x+=
2≥0,所以为真命题,故符合题意;对于 B,其否定为存在量词命题,故不符合题意;
对于 C,其否定为全称量词命题,又 x2+2x+2>0,则原命题为假命题,即其否定为
真命题,故符合题意;对于 D,其否定为对于任意实数 x,都有 x3+1≠0,而 x=-1
时,x3+1=0,所以其否定不是真命题,故不符合题意.故选AC.
答案:AC
3.(1)“x>0”是“x(x+1)>0”的________条件.
(2)“|a|>0”是“a>0”的________条件.
(3)“α>β”是“sin α>sin β”的________条件.
答案:(1)充分不必要 (2)必要不充分 (3)既不充分也不必要
4.(2024·重庆南开中学模拟)若命题“∃x∈[1,2],2x+x-a≤0”为真命题,则实
数a的取值范围为________.
解析:因为∃x∈[1,2],2x+x-a≤0,所以 a≥(2x+x) ,x∈[1,2],显然 y=2x+x
min
在x∈[1,2]上单调递增,所以a≥21+1=3,即实数a的取值范围为[3,+∞).
答案:[3,+∞)题型 如何判断充分、必要条件
典例1下列各题中,p是q的什么条件?
(1)p:a>b,q:a>b-1;
(2) p : a > b , q : lg a > lg b ;
p⇒q,原因在于没有强调a,b的范围.
(3) p : a > b , q : 2 a > 2 b ;
指数函数的定义域为R,不必考虑a,b的范围.
(4)p:a>b,q:a2>b2.
解:(1)p⇒q,q⇒p,∴p是q的充分不必要条件.
(2)q⇒p,p⇒q,∴p是q的必要不充分条件.
(3)p⇒q,且q⇒p,∴p是q的充要条件.
(4)p⇒q,q⇒p,∴p是q的既不充分也不必要条件.
判断充分、必要条件的步骤
(1)弄清条件p和结论q分别是什么.
(2)尝试p⇒q,q⇒p.
充要条件可以融入数学各个分支,题型灵活多变,但万变不离其宗,只要紧扣定
义,结合其他知识,便可迎刃而解.
对点练1设a∈R,则“a>0”是“a3>a2”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:①当 a=时,满足“a>0”,但不满足“a3>a2”,所以“a>0”不能推出
“a3>a2”,故充分性不成立;
②由a3>a2,解得a>1,因为“a>1”可以推出“a>0”,故必要性成立.
综上,可知“a>0”是“a3>a2”的必要不充分条件.故选B.
答案:B
典例 2(2023·新高考全国Ⅰ卷)记 S 为数列{a }的前 n 项和,设 甲 : { a } 为等差数列 ;
n n n
乙 : 为等差数列 ,则( )本题考查了等差数列{a }及其衍生数列{S }和的联系.
n n
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
解析:方法一:甲:{a }为等差数列,设其首项为a ,公差为d,
n 1
则S =na +d,=a +d=n+a -,-=,
n 1 1 1
因此为等差数列,则甲是乙的充分条件;
反之,乙:为等差数列,即-==为常数,设为t,
即=t, 则 S = na - t · n ( n + 1) ,有 S = ( n - 1) a - t · n ( n - 1) , n ≥ 2 ,
n n+1 n-1 n
此推导过程略显繁琐,等差数列的本质可从各个方面体现出来.(1)通项公式为一
次函数型. (2)前n项和为n的二次函数型且无常数项.
两式相减,得a =na -(n-1)a -2tn,即a -a =2t,对n=1也成立,
n n+1 n n+1 n
因此{a }为等差数列,则甲是乙的必要条件,
n
所以甲是乙的充要条件,C正确.
方法二:甲:{a }为等差数列,设数列{a }的首项为 a ,公差为 d,即 S =na +
n n 1 n 1
d,
则 = a + d = n + a - ,
1 1
若为等差数列,则可设=an+b,则有S =an2+bn,符合等差数列的特性.
n
因此为等差数列,即甲是乙的充分条件;
反之,乙: 为等差数列,即-= D ,
从等差数列的定义出发,这样设出公差.
=S +(n-1)D,
1
即S =nS +n(n-1)D,S =(n-1)S +(n-1)(n-2)D,
n 1 n-1 1
当 n≥2 时,上两式相减,得 S -S =S +2(n-1)D,即 a =S +2(n-1)D,对 n
n n-1 1 n 1
=1也成立,
于是a =a +2(n-1)D,又a -a =a +2nD-[a +2(n-1)D]=2D为常数,
n 1 n+1 n 1 1
因此{a }为等差数列,则甲是乙的必要条件,
n
所以甲是乙的充要条件.故选C.
充分、必要条件的两种判断方法(1)定义法:根据p⇒q,q⇒p进行判断.
(2)集合法:根据p,q成立时对应的集合之间的包含关系进行判断.
对点练2(2023·全国甲卷,理)“sin2α+sin2β=1”是“sin α+cos β=0”的( )
A.充分条件但不是必要条件
B.必要条件但不是充分条件
C.充要条件
D.既不是充分条件也不是必要条件
解析:当sin2α+sin2β=1时,例如α=,β=0,但sin α+cos β≠0,
即“sin2α+sin2β=1”推不出“sin α+cos β=0”;
当sin α+cos β=0时,sin2α+sin2β=(-cos β)2+sin2β=1,
即“sin α+cos β=0”能推出“sin2α+sin2β=1”.
综上可知,“sin2α+sin2β=1”是“sin α+cos β=0”的必要条件但不是充分条件.
故选B.
答案:B
题型 利用充分、必要条件求参数
典例3已知P={x|x2-8x-20≤0},非空集合S={x|1-m≤x≤1+m}.
(1)若“x∈P”是“x∈S”的必要条件,则m的取值范围为________;
(2)若“x∈P”是“x∈S”的充分不必要条件,则m的取值范围为________.
解析:由x2-8x-20≤0,得-2≤x≤10,∴P={x|-2≤x≤10}.
(1) 若 “ x ∈ P ” 是 “ x ∈ S ” 的必要条件,则 S ⊆ P ,
把充分、必要条件转化为集合的包含关系,是此类题目的常规思路.
∴解得0≤m≤3,故m的取值范围为[0,3].故答案为[0,3].
(2)若“x∈P”是“x∈S”的充分不必要条件,则PS,∴ 或 ∴ m≥9,
数形结合:S理解为以1为中心,到1的距离小于或等于 m(m≥0 )的闭区间,只有
当m≥9时,才把P全部包含进来. 这样是不是更直观呢?
则m的取值范围为[9,+∞).故答案为[9,+∞).
本例涉及参数问题,直接解决较为困难,先用等价转化思想,将复杂、生疏的问
题转化为简单、熟悉的问题来解决.一般地,在涉及字母参数的取值范围的充要关系
问题中,常常要利用集合的包含、相等关系来考虑,这是破解此类问题的关键.
对点练 3已知 p:实数 m满足3a<m<4a(a>0),q:方程+=1表示焦点在 y轴上
的椭圆,若p是q的充分条件,则a的取值范围是________.解析:由2-m>m-1>0,得1<m<,即q:1<m<.因为p是q的充分条件.
所以解得≤a≤.
答案:
题型 全称量词命题与存在量词命题
典例4下列命题是全称量词命题还是存在量词命题,并判断真假.
(1)有的正方形不是矩形;
“有的”属于存在量词.
(2)∀x∈R,x2+2>0;
(3)∃x∈Q,x2=3.
解:(1)存在量词命题;假命题.
(2)全称量词命题;由于∀x∈R,都有 x2≥0,因而有 x2+2≥2>0,即 x2+2>0,
所以命题“∀x∈R,x2+2>0”是真命题.
(3)存在量词命题;由于使 x2=3成立的数只有±,而它们都不是有理数.因此,没
有任何一个有理数的平方能等于3.所以命题“∃x∈Q,x2=3”是假命题.
判断全称量词命题、存在量词命题真假的思路
对点练4下列命题为真命题的是( )
A.∃x∈R,ln(x2+1)<0
B.∀x>2,2x>x2
C.∃α,β∈R,sin(α-β)=sin α-sin βD.∀x∈(0,π),sin x>cos x
解析:∵x2+1≥1,∴ln(x2+1)≥0,故 A是假命题;当 x=3时,23<32,故 B是假
命题;当 α=β=0 时,sin(α-β)=sin α-sin β,故 C 是真命题;当 x=∈(0,π)时,
sin x=,cos x=,sin x<cos x,故D是假命题.故选C.
答案:C
题型 含量词命题的否定
典例 5(1)(2024·湖南怀化模拟)命题“∀x∈N*,f(n)∈N*且 f(n)≤n”的否定形式是(
)
A.∀x∈N*,f(n)∉N*且f(n)>n
B.∀x∈N*,f(n)∉N*或f(n)>n
C.∃x∈N*,f(n)∉N*且f(n)>n
D.∃x∈N*,f(n)∉N*或f(n)>n
(2)若“ ∃ x ∈ , sin x < m ”是假命题,则实数m的最大值为( )
也可以先将原命题当作真命题来做:转化为 m>( sin x) . 对于∀x∈D,m>f(x)
min
则转化为m>f(x) ,而对于∃x∈D,m>f(x)则转化为m>f(x) .
max min
A. B.-
C. D.-
解析:(1)写全称量词命题的否定时,要把量词∀改为∃,并且否定结论,注意把
“且”改为“或”.故选D.
(2)因为“∃x∈,sin x<m”是假命题,
所以“∀x∈,m≤sin x”是真命题,
即m≤sin x对于∀x∈恒成立,所以m≤(sin x) ,
min
因为y=sin x在上单调递增,
所以x=-时,y=sin x最小,其最小值为y=sin=-sin =-,
所以m≤-,所以实数m的最大值为-.故选D.
全称量词命题与存在量词命题的否定
(1)改写量词
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
行改写.
(2)否定结论对原命题的结论进行否定.
(3)“双量词”命题的否定叙述
“ 对于 ∀ t ∈ D , ∃ x ∈ D ,满足条件 p ( t , x ) ”其否定叙述为“∃t∈D ,
1 2 1
学会拆分. “∃x∈D ,满足条件p(t,x)”可以理解为对于变量t的“条件”.
2
对于∀x∈D ,满足条件綈p(t,x)”.
2
(4)常见词语的否定形式
对任意x∈A
原语句 是 都是 > 至少有一个 至多有一个
使p(x)真
存在x∈A使
否定形式 不是 不都是 ≤ 一个也没有 至少有两个
p(x)假
对点练5命题“∀x<0,1-x>ex”的否定是( )
A.∃x<0,1-x≤ex
B.∃x≥0,1-x≤ex
C.∃x<0,1-x>ex
D.∃x≥0,1-x>ex
解析:根据全称量词命题的否定可知,“∀x<0,1-x>ex”的否定是“∃x<0,1-
x≤ex”.故选A.
答案:A