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第一章 集合与常用逻辑用语
第一节 集合
☆☆☆2017考纲考题考情☆☆☆
考纲要求
真题举例
命题角度
1.了解集合的含义,元素与集合的属于关系;能用列举法或描述法表示集合;
2.理解集合之间包含与相等的含义,能识别给定集合的子集;了解全集与空集的含义;
3.理解并会求并集、交集、补集;能用Venn(韦恩)图表达集合的关系与运算。
2016,全国卷Ⅰ,1,5分(集合的交集)
2016,全国卷Ⅱ,2,5分(集合的并集)
2015,全国卷Ⅱ,1,5分(集合的交集)
2014,全国卷Ⅰ,1,5分(集合的交集)
2014,全国卷Ⅱ,1,5分(集合的交集)
主要考查具体集合(能确定集合中元素)的基本运算,偶尔涉及集合间的关系及新定义问题。
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1.集合的含义与表示方法
(1)集合的含义:研究对象叫做元素,一些元素组成的总体叫做集合。集合中元素的性质:确定性、无序性、互异性。
(2)元素与集合的关系:①属于,记为∈;②不属于,记为∉。
(3)集合的表示方法:列举法、描述法和图示法。
(4)常用数集的记号:自然数集N,正整数集N*或N+,整数集Z,有理数集Q,实数集R。
2.集合间的基本关系
表示
关系
文字语言
符号语言
记法
基本关系
子集
集合A中的元素都是集合B中的元素
x∈A⇒x∈B
A⊆B
或B⊇A
真子集
集合A是集合B的子集,且集合B中至少有一个元素不属于A
A⊆B,且∃x0∈B,x0∉A
AB或
BA
相等
集合A,B的元素完全相同
A⊆B,B⊆A
A=B
空集
不含任何元素的集合。空集是任何集合A的子集
∀x,x∉∅,∅⊆A
∅
3.集合的基本运算
表示
运算
文字语言
符号语言
图形语言
记法
交集
属于集合A且属于集合B的元素组成的集合
{x|x∈A,且x∈B}
A∩B
并集
属于集合A或属于集合B的元素组成的集合
{x|x∈A,或x∈B}
A∪B
补集
全集U中不属于集合A的元素组成的集合
{x|x∈U,x∉A}
∁UA
微点提醒
1.认清集合元素的属性(是点集、数集或其他情形)和化简集合是正确求解集合问题的两个先决条件。
2.易忘空集的特殊性,在写集合的子集时不要忘了空集和它本身。
3.运用数轴图示法易忽视端点是实心还是空心。
4.在解决含参数的集合问题时,要注意检验集合中元素的互异性,否则很可能会因为不满足“互异性\”而导致解题错误。
5.记住以下结论
(1)若集合A中有n个元素,则其子集的个数为2n,真子集的个数为2n-1。
(2)A∪B=A⇔B⊆A;A∩B=A⇔A⊆B。
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一 、走进教材
1.(必修1P12B组T4改编)满足{0,1}⊆A{0,1,2,3}的集合A的个数为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
【解析】 由题意得A可为{0,1},{0,1,2},{0,1,3}。故选C。
【答案】 C
2.(必修1P12B组T1改编)已知集合A={0,1,2},集合B满足A∪B={0,1,2},则集合B有________个。
【解析】 由题意知B⊆A,则集合B有8个。
【答案】 8
二、双基查验
1.已知集合M={-1,0,1},N={0,1,2},则M∪N=( )
A.{-1,0,1} B.{-1,0,1,2}
C.{-1,0,2} D.{0,1}
【解析】 M∪N表示属于M或属于N的元素构成的集合,故M∪N={-1,0,1,2}。故选B。
【答案】 B
2.设集合M={x|x≥0,x∈R},N={x|x2<1,x∈R},则M∩N=( )
A.[0,1] B.[0,1)
C.(0,1] D.(0,1)
【解析】 ∵x2<1,∴-1<x<1。
∴N={x|-1<x<1}。
∴M∩N={x|0≤x<1}。故选B。
【答案】 B
3.设全集U={x∈N|x≥2},集合A={x∈N|x2≥5},则∁UA=( )
A.∅ B.{2}
C.{5} D.{2,5}
【解析】 由题意知U={x∈N|x≥2},A={x∈N|x≥},所以∁UA={x∈N|2≤x<}={2}。故选B。
【答案】 B
4.已知集合A={x|3≤x<7},B={x|2<x<10},则∁R(A∪B)=________。
【解析】 ∵A∪B={x|2<x<10},
∴∁R(A∪B)={x|x≤2或x≥10}。
【答案】 {x|x≤2或x≥10}
5.已知集合A={(x,y)|x,y∈R,且x2+y2=1},B={(x,y)|x,y∈R,且y=x},则A∩B的元素个数为________。
【解析】 集合A表示圆心在原点的单位圆,集合B表示直线y=x,易知直线y=x和圆x2+y2=1相交,且有2个交点,故A∩B中有2个元素。
【答案】 2
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考点一
集合的基本概念
【典例1】 (1)已知集合A={0,1,2},则集合B={x-y|x∈A,y∈A}中元素的个数是( )
A.1 B.3
C.5 D.9
(2)已知集合A={m+2,2m2+m},若3∈A,则m的值为________.
【解析】 (1)当x=0,y=0时,x-y=0;当x=0,y=1时,x-y=-1;
当x=0,y=2时,x-y=-2;当x=1,y=0时,x-y=1;
当x=1,y=1时,x-y=0;当x=1,y=2时,x-y=-1;
当x=2,y=0时,x-y=2;当x=2,y=1时,x-y=1;
当x=2,y=2时,x-y=0。根据集合中元素的互异性知,B中元素有0,-1,-2,1,2,共5个。故选C。
(2)由题意得m+2=3或2m2+m=3,则m=1或m=-,当m=1时,m+2=3且2m2+m=3,根据集合中元素的互异性可知不满足题意;当m=-时,m+2=,而2m2+m=3,故m=-。
【答案】 (1)C (2)-
反思归纳 用描述法表示集合,首先要搞清楚集合中代表元素的含义,再看元素的限制条件,明白集合的类型,是数集、点集还是其他类型集合。
集合中元素的互异性常常容易忽略,求解问题时要特别注意。分类讨论的思想方法常用于解决集合问题。
【变式训练】 (1)已知集合A={x|x2-2x+a>0},且1∉A,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,0] B.(-∞,1]
C.[1,+∞) D.[0,+∞)
(2)已知集合A={x2+x,4x},若0∈A,则x=____。
【解析】 (1)若1∈A,则1-2+a>0,解得a>1。因为1∉A,所以a≤1。故选B。
(2)由题意,得或
解得x=-1。
【答案】 (1)B (2)-1
考点二
集合的基本关系…………母题发展
【典例2】 (1)已知集合A={x|x2-2x-3≤0,x∈N*},则集合A的真子集的个数为( )
A.7 B.8
C.15 D.16
(2)(2017·襄阳模拟)已知集合A={x|-2≤x≤7},B={x|m+1<x<2m-1},若B⊆A,则实数m的取值范围是________。
【解析】 (1)A={x|-1≤x≤3,x∈N*}={1,2,3},其真子集有:∅,{1},{2},{3},{1,2},{1,3},{2,3},共7个。
或因为集合A中有3个元素,所以其真子集的个数为23-1=7(个)。故选A。
(2)当B=∅时,满足B⊆A,此时有m+1≥2m-1,即m≤2,
当B≠∅时,要使B⊆A,则有
解得2<m≤4。
综上可得m≤4。
【答案】 (1)A (2)(-∞,4]
【母题变式】 本典例(2)中,是否存在实数m,使A⊆B?若存在,求实数m的取值范围;若不存在,请说明理由。
【解析】 由A⊆B,得即
不等式组无解,故不存在实数m,使A⊆B。
【答案】 不存在,理由见解析
反思归纳 根据集合的关系求参数的关键点及注意点
1.根据两集合的关系求参数,其关键是将两集合的关系转化为元素间的关系,进而转化为参数满足的关系,解决这类问题常常要合理利用数轴、Venn图帮助分析,而且常要对参数进行讨论。
2.注意点:注意区间端点的取舍。
提醒:解决两个集合的包含关系时,要注意空集的情况。
【拓展变式】 (1)(2016·辽宁师大附中测试)已知集合A={0,1},B={x|x⊆A},则下列集合A与B的关系中正确的是( )
A.A⊆B B.AB
C.BA D.A∈B
(2)(2016·银川二中考试)已知集合A={x|y=lg(x-x2)},B={x|x2-cx<0,c>0},若A⊆B,则实数c的取值范围是( )
A.(0,1] B.[1,+∞)
C.(0,1) D.(1,+∞)
【解析】 (1)因为x⊆A,所以B={∅,{0},{1},{0,1}},则集合A={0,1}是集合B中的元素,所以A∈B。故选D。
(2)解法一:由题意知,A={x|y=lg(x-x2)}={x|x-x2>0}=(0,1),B={x|x2-cx<0,c>0}=(0,c)。
由A⊆B,画出数轴,如图所示,得c≥1。故选B。
解法二:因为A={x|y=lg(x-x2)}={x|x-x2>0}=(0,1),取c=1,则B=(0,1),所以A⊆B成立,可排除C,D;取c=2,则B=(0,2),所以A⊆B成立,可排除A。故选B。
【答案】 (1)D (2)B
考点三
集合的运算…………多维探究
角度一:两个集合的交集、并集、补集运算
【典例3】 (1)(2016·全国卷Ⅱ)已知集合A={1,2,3},B={x|(x+1)(x-2)<0,x∈Z},则A∪B=( )
A.{1} B.{1,2}
C.{0,1,2,3} D.{-1,0,1,2,3}
(2)(2016·天津高考)已知集合A={1,2,3,4},B={y|y=3x-2,x∈A},则A∩B=( )
A.{1} B.{4}
C.{1,3} D.{1,4}
(3)设全集U=R,集合A={x|x≥2},B={y|y=lg(x2+1)},则(∁UA)∩B=( )
A.{x|x≤-1或x≥0}
B.{(x,y)|x≤-1,y≥0}
C.{x|x≥0}
D.{x|x>-1}
【解析】 (1)由已知可得B={x|(x+1)(x-2)<0,x∈Z}={x|-1<x<2,x∈Z}={0,1},∴A∪B={0,1,2,3},故选C。
(2)由题意得,B={1,4,7,10},所以A∩B={1,4}。故选D。
(3)∵全集U=R,
集合A=={x|x≤-1},
∴∁UA={x|x>-1},
∵B={y|y=lg(x2+1)}={y|y≥0},
∴(∁UA)∩B={x|x≥0}。故选C。
【答案】 (1)C (2)D (3)C
角度二:根据集合运算结果求参数
【典例4】 (1)已知集合A={1,3,},B={1,m},A∪B=A,则m等于( )
A.0或 B.0或3
C.1或 D.1或3
(2)集合M={x|-1≤x<2},N={y|y<a},若M∩N≠∅,则实数a的取值范围一定是( )
A.-1≤a<2 B.a≤2
C.a≥-1 D.a>-1
【解析】 (1)由A∪B=A得B⊆A,有m∈A,所以有m=或m=3,即m=3或m=1或m=0,又由集合中元素的互异性知m≠1。故选B。
(2)∵M={x|-1≤x<2},N={y|y<a},且M∩N≠∅,如图只要a>-1即可。故选D。
【答案】 (1)B (2)D
角度三:抽象的集合运算
【典例5】 设U为全集,A,B是集合,则“存在集合C使得A⊆C,B⊆∁UC”是“A∩B=∅”的( )
A.充分而不必要的条件
B.必要而不充分的条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要的条件
【解析】 由图可知,若“存在集合C,使得A⊆C,B⊆∁UC”,则一定有“A∩B=∅”;反过来,若“A∩B=∅”,则一定能找到集合C,使A⊆C且B⊆∁UC。故选C。
【答案】 C
反思归纳 集合的基本运算的关注点
1.集合是由元素组成的,从研究集合中元素的构成入手是解决集合运算问题的前提。
2.有些集合是可以化简的,先化简再研究其关系并进行运算,可使问题简单明了,易于解决。
3.注意数形结合思想的应用,常用的数形结合形式有数轴、坐标系和Venn图。
4.根据集合运算结果求参数,先把符号语言译成文字语言,然后应用数形结合求解。
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1.(2016·四川高考)设集合A={x|-2≤x≤2},Z为整数集,则集合A∩Z中元素的个数是( )
A.3 B.4
C.5 D.6
解析 由集合A={x|-2≤x≤2},易知A∩Z={-2,-1,0,1,2}。故选C。
答案 C
2.(2016·全国卷Ⅰ)设集合A={x|x2-4x+3<0},B={x|2x-3>0},则A∩B=( )
A. B.
C. D.
解析 由题意得,A={x|1<x<3},B={x|x>},
则A∩B=。故选D。
答案 D
3.设全集U是自然数集N,集合A={x|x2>4,x∈N},B={0,2,3},则图中阴影部分所表示的集合是( )
A.{x|x>2,x∈N} B.{x|x≤2,x∈N}
C.{0,2} D.{1,2}
解析 由题图可知,图中阴影部分所表示的集合是B∩(∁UA),∁UA={x|x2≤4,x∈N}={x|-2≤x≤2,x∈N}={0,1,2},∵B={0,2,3},∴B∩(∁UA)={0,2}。故选C。
答案 C
4.(2016·辽宁五校联考)已知集合M,N,P为全集U的子集,且满足M⊆P⊆N,则下列结论不正确的是( )
A.∁UN⊆∁UP B.∁NP⊆∁NM
C.(∁UP)∩M=∅ D.(∁UM)∩N=∅
解析 根据已知条件画出韦恩图结合各选项知,只有D不正确。故选D。
答案 D
5.当两个集合有公共元素,且互不为对方的子集时,我们称这两个集合“相交”。对于集合M={x|ax2-1=0,a>0},N={-,,1},若M与N“相交”,则a=________。
解析 M=,由=,得a=4;由=1,得a=1。
当a=4时,M={-,},此时M⊆N,不合题意;当a=1时,M={-1,1},满足题意。
答案 1
微专题 巧突破
集合中新情境型问题
与集合有关的新概念问题属于信息迁移类问题,它是化归思想的具体运用,是近几年高考的热点问题,这类试题的特点是:通过给出的新的数学概念或新的运算法则,在新的情境下完成某种推理证明,或在新的运算法则下进行运算。常见的有定义新概念、新公式、新运算和新法则等类型。解决此类题的关键是理解问题中的新概念、新公式、新运算、新法则等的含义,然后分析题目中的条件,设法进行套用。
1.定义新概念、新公式
【典例1】 设A是整数集的一个非空子集,对于k∈A,如果k-1∉A且k+1∉A,那么k是A的一个“单一元”,给定S={1,2,3,4,5,6,7,8},由S的3个元素构成的所有集合中,不含“单一元”的集合共有________个。
【解析】 符合题意的集合为{1,2,3},{2,3,4},{3,4,5},{4,5,6},{5,6,7},{6,7,8},共6个。
【答案】 6
【变式训练1】 若x∈A,则∈A,就称A是伙伴关系集合,集合M={-1,0,,2,3}的所有非空子集中具有伙伴关系的集合的个数是( )
A.1 B.3
C.7 D.31
【解析】 具有伙伴关系的元素组是-1,,2,所以具有伙伴关系的集合有3个:{-1},,。故选B。
【答案】 B
2.定义新运算、新法则
【典例2】 设A,B是有限集,定义d(A,B)=card(A∪B)-card(A∩B),其中card(A)表示有限集A中的元素个数。
命题①:对任意有限集A,B,“A≠B”是“d(A,B)>0”的充分必要条件;
命题②:对任意有限集A,B,C,d(A,C)≤d(A,B)+d(B,C),
A.命题①和命题②都成立
B.命题①和命题②都不成立
C.命题①成立,命题②不成立
D.命题①不成立,命题②成立
【解析】 命题①显然正确,通过如图韦恩图亦可知d(A,C)表示的区域不大于d(A,B)+d(B,C)的区域,故命题②也正确,故选A。
【答案】 A
【变式训练2】 定义集合的差集运算为A-B={x|x∈A且x∉B},若A={y|y=|x-1|-|x+1|,x∈R},B={y|y=-,x∈R},则A-B=________。
【解析】 先求出集合A,B,再利用差集的定义求A-B。
依题意知,y=|x-1|-|x+1|=
可知-2≤y≤2,所以A=[-2,2]。易知y=-=在(1,+∞)上单调递减,则0<-≤,即0<y≤,所以B=(0,]。
于是A-B=[-2,0]∪(,2]。
【答案】 [-2,0]∪(,2]
第二节 命题及其关系、充分条件与必要条件
☆☆☆2017考纲考题考情☆☆☆
考纲要求
真题举例
命题角度
1.理解命题的概念;
2.了解“若p,则q”形式的命题的逆命题、否命题与逆否命题,会分析四种命题的相互关系;
3.理解充分条件、必要条件与充要条件的含义。
2016,北京卷,4,5分(充要条件的判断)
2016,天津卷,5,5分(充要条件的判断)
2014,全国卷Ⅰ,9,5分(逻辑推理判断)
1.分析四种命题的相互关系;由原命题写另一种命题;
2.判定指定条件之间的关系;探求某结论成立的充要条件、充分不必要条件或必要不充分条件;与命题真假性结合。
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1.命题
(1)命题的概念
用语言、符号或式子表达的,可以判断真假的陈述句叫做命题。其中判断为真的语句叫做真命题,判断为假的语句叫做假命题。
(2)四种命题及相互关系
(3)四种命题的真假关系
①两个命题互为逆否命题,它们有相同的真假性;
②两个命题互为逆命题或互为否命题,它们的真假性没有关系。
2.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qp
p是q的必要不充分条件
pq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
pq且qp
微点提醒
1.“否命题”与“命题的否定”是两个不同的概念,否命题是既否定命题的条件,又否定命题的结论,命题的否定只否定结论。
2.由于互为逆否命题的两个命题具有相同的真假性,因而当判断一个命题的真假比较困难时,可转化为判断它的逆否命题的真假。
3.“p是q的充分不必要条件”即为“p⇒q且qp”;“p的充分不必要条件是q”即为“q⇒p且pq”。
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一 、走进教材
1.(选修1-1P10练习T3(2)改编)“(x+1)(y-2)=0”是“x=-1且y=2”的________条件。
【解析】 因为(x+1)(y-2)=0,
所以x=-1或y=2,
所以(x+1)(y-2)=0x=-1且y=2,
x=-1且y=2⇒(x+1)(y-2)=0,
所以是必要不充分条件。
【答案】 必要不充分
2.(选修1-1P8习题1.1A组T2(1)改编)“若a,b都是偶数,则ab必是偶数“的逆否命题为________。
【解析】 “a,b都是偶数”的否定为“a,b不都是偶数”,“ab是偶数”的否定为“ab不是偶数”,故其逆否命题为“若ab不是偶数,则a,b不都是偶数”。
【答案】 若ab不是偶数,则a,b不都是偶数
二、双基查验
1.(2016·天津高考)设x>0,y∈R,则“x>y”是“x>|y|”的( )
A.充要条件 B.充分而不必要条件
C.必要而不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【解析】 由x>y推不出x>|y|,由x>|y|能推出x>y,所以“x>y”是“x>|y|”的必要而不充分条件。故选C。
【答案】 C
2.命题“若α=,则tanα=1”的逆否命题是( )
A.若α≠,则tanα≠1 B.若α=,则tanα≠1
C.若tanα≠1,则α≠ D.若tanα≠1,则α=
【解析】 以否定的结论作条件、否定的条件作结论得出的命题为逆否命题,即“若α=,则tanα=1”的逆否命题是“若tanα≠1,则α≠”。故选C。
【答案】 C
3.设集合A,B,则“A⊆B”是“A∩B=A”成立的( )
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A⊆B,得A∩B=A;反过来,由A∩B=A,且(A∩B)⊆B,得A⊆B,因此,“A⊆B”是“A∩B=A”成立的充要条件。故选C。
【答案】 C
4.“在△ABC中,若∠C=90°,则∠A,∠B都是锐角”的否命题为:___________________________________________________。
【解析】 原命题的条件:在△ABC中,∠C=90°。
结论:∠A,∠B都是锐角。否命题是否定条件和结论。
即“在△ABC中,若∠C≠90°,则∠A,∠B不都是锐角”。
【答案】 在△ABC中,若∠C≠90°,则∠A,∠B不都是锐角
5.若“x2>1”是“x<a”的必要不充分条件,则a的最大值为________。
【解析】 由x2>1得x>1或x<-1。
由题意知{x|x<a}{x|x>1或x<-1},结合数轴可知,a≤-1,从而a的最大值为-1。
【答案】 -1
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考点一
四种命题及其相互关系
【典例1】 (1)命题“若x,y都是偶数,则x+y也是偶数”的逆否命题是( )
A.若x+y是偶数,则x与y不都是偶数
B.若x+y是偶数,则x与y都不是偶数
C.若x+y不是偶数,则x与y不都是偶数
D.若x+y不是偶数,则x与y都不是偶数
(2)原命题为“若z1,z2互为共轭复数,则|z1|=|z2|”,关于其逆命题,否命题,逆否命题真假性的判断依次如下,正确的是( )
A.真,假,真 B.假,假,真
C.真,真,假 D.假,假,假
【解析】 (1)由于“x,y都是偶数”的否定是“x,y不都是偶数”,“x+y是偶数”的否定是“x+y不是偶数”,故原命题的逆否命题为“若x+y不是偶数,则x,y不都是偶数”。故选C。
(2)先证原命题为真:当z1,z2互为共轭复数时,设z1=a+bi(a,b∈R),则z2=a-bi,则|z1|=|z2|=,∴原命题为真,故其逆否命题为真;再证其逆命题为假:取z1=1,z2=i,满足|z1|=|z2|,但是z1,z2不互为共轭复数,∴其逆命题为假,故其否命题也为假。故选B。
【答案】 (1)C (2)B
反思归纳
1.写一个命题的其他三种命题时,需注意:
(1)对于不是“若p,则q”形式的命题,需先改写;
(2)若命题有大前提,写其他三种命题时需保留大前提。
2.判断一个命题为真命题,要给出推理证明;判断一个命题是假命题,只需举出反例。
3.根据“原命题与逆否命题同真同假,逆命题与否命题同真同假”这一性质,当一个命题直接判断不易进行时,可转化为判断其等价命题的真假。
【变式训练】 (1)命题“若α=,则cosα=”的逆命题是( )
A.若α=,则cosα≠
B.若α≠,则cosα≠
C.若cosα=,则α=
D.若cosα≠,则α≠
(2)已知命题α:如果x<3,那么x<5;命题β:如果x≥3,那么x≥5;命题γ:如果x≥5,那么x≥3。关于这三个命题之间的关系,下列三种说法正确的是( )
①命题α是命题β的否命题,且命题γ是命题β的逆命题;
②命题α是命题β的逆命题,且命题γ是命题β的否命题;
③命题β是命题α的否命题,且命题γ 是命题α的逆否命题。
A.①③ B.②
C.②③ D.①②③
【解析】 (1)命题“若α=,则cosα=”的逆命题是“若cosα=,则α=”。故选C。
(2)命题的四种形式,逆命题是把原命题中的条件和结论互换,否命题是把原命题的条件和结论都加以否定,逆否命题是把原命题中的条件与结论先都否定,然后交换条件与结论所得,因此①正确,②错误,③正确。故选A。
【答案】 (1)C (2)A
考点二
充分条件与必要条件的判断……多维探究
角度一:用定义法判断充分条件、必要条件
【典例2】 (2016·北京高考)设a,b是向量,则“|a|=|b|”是“|a+b|=|a-b|”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【解析】 取a=-b≠0,则|a|=|b|≠0,|a+b|=|0|=0,|a-b|=|2a|≠0,所以|a+b|≠|a-b|,故由|a|=|b|推不出|a+b|=|a-b|。由|a+b|=|a-b|,得|a+b|2=|a-b|2,整理得a·b=0,所以a⊥b,不一定能得出|a|=|b|,故由|a+b|=|a-b|推不出|a|=|b|。故“|a|=|b|”是“|a+b|=|a-b|”的既不充分也不必要条件。故选D。
【答案】 D
角度二:用集合法判断充分条件、必要条件
【典例3】 设p:1<x<2,q:2x>1,则p是q成立的( )
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
【解析】 由2x>20⇒x>0,且{x|1<x<2}{x|x>0}可知:由p能推出q,但由q不能得出p,所以p是q成立的充分不必要条件。故选A。
【答案】 A
角度三:用等价转化法判断充分条件、必要条件
【典例4】 (2017·锦州模拟)给定两个命题p,q。若綈p是q的必要而不充分条件,则p是綈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
【解析】 因为綈p是q的必要不充分条件,则q⇒綈p但綈pq,其逆否命题为p⇒綈q但綈qp,所以p是綈q的充分不必要条件。故选A。
【答案】 A
反思归纳 充要条件的三种判断方法
1.定义法:根据pq,qp进行判断。
2.集合法:根据p,q成立对应的集合之间的包含关系进行判断。
3.等价转化法:根据一个命题与其逆否命题的等价性,把判断的命题转化为其逆否命题进行判断。这个方法特别适合以否定形式给出的问题,如“xy≠1”是“x≠1或y≠1”的何种条件,即可转化为判断“x=1且y=1”是“xy=1”的何种条件。
考点三
根据充分条件、必要条件求参数的取值范围……母题发散
【典例5】 (1)(2016·南昌模拟)已知条件p:|x-4|≤6;条件q:(x-1)2-m2≤0(m>0),若p是q的充分不必要条件,则m的取值范围是( )
A.[21,+∞) B.[9,+∞)
C.[19,+∞) D.(0,+∞)
(2)已知P={x|x2-8x-20≤0},非空集合S={x|1-m≤x≤1+m}。若x∈P是x∈S的必要条件,则m的取值范围为________。
【解析】 (1)条件p:-2≤x≤10,条件q:1-m≤x≤m+1,又因为p是q的充分不必要条件,所以有解得m≥9。故选B。
(2)由x2-8x-20≤0得-2≤x≤10,
∴P={x|-2≤x≤10},
由x∈P是x∈S的必要条件,知S⊆P。
则∴0≤m≤3。
所以当0≤m≤3时,x∈P是x∈S的必要条件,即所求m的取值范围是[0,3]。
【答案】 (1)B (2)[0,3]
【母题变式】 1.本典例(2)条件不变,问是否存在实数m,使x∈P是x∈S的充要条件。
【解析】 若x∈P是x∈S的充要条件,则P=S,
∴∴
即不存在实数m,使x∈P是x∈S的充要条件。
【答案】 不存在
2.本典例(2)条件不变,若綈P是綈S的必要不充分条件,求实数m的取值范围。
【解析】 由例题知P={x|-2≤x≤10},
∵綈P是綈S的必要不充分条件,
∴P⇒S且SP。
∴[-2,10][1-m,1+m]。
∴或
∴m≥9,即m的取值范围是[9,+∞)。
【答案】 [9,+∞)
反思归纳 由充分条件、必要条件求参数。解决此类问题常将充分、必要条件问题转化为集合间的子集关系求解。但是,在求解参数的取值范围时,一定要注意区间端点值的验证,不等式中的等号是否能够取得,决定着端点的取值。
微考场 新提升
1.命题“若a,b,c成等比数列,则b2=ac”的逆否命题是( )
A.“若a,b,c成等比数列,则b2≠ac”
B.“若a,b,c不成等比数列,则b2≠ac”
C.“若b2=ac,则a,b,c成等比数列”
D.“若b2≠ac,则a,b,c不成等比数列”
解析 根据原命题与其逆否命题的关系,易得命题“若a,b,c成等比数列,则b2=ac”的逆否命题是“若b2≠ac,则a,b,c不成等比数列”。故选D。
答案 D
2.已知向量a=(sinα,cosα),b=(cosβ,sinβ),且a与b的夹角为θ,则“|a-b|=1”是“θ=60°”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
解析 由条件可知|a|=|b|=1,若|a-b|=1,则(a-b)2=1,即a2+b2-2a·b=1,所以1+1-2cosθ=1,即cosθ=,故θ=60°。同理,若θ=60°,则|a-b|=1也成立。故“|a-b|=1”是“θ=60°”的充分必要条件。故选C。
答案 C
3.设m,n为正实数,则“m<n”是“m2-<n2-”成立的( )
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 解法一:m,n为正实数是此题的大前提条件,所以可得m2-<n2-⇔m2-n2-<0⇔(m-n)(m+n)<0⇔m<n,
故“m<n”是“m2-<n2-”成立的充要条件。故选C。
解法二:构造函数f(x)=x2-(x>0),易知f(x)=x2-(x>0)是单调递增函数,任取m,n>0,当m<n时,f(m)<f(n),即m2-<n2-;反之,当f(m)<f(n)时,易得m<n。故“m<n”是“m2-<n2-”成立的充要条件。故选C。
答案 C
4.已知在实数a,b满足某一前提条件时,命题“若a>b,则<”及其逆命题、否命题和逆否命题都是假命题,则实数a,b应满足的前提条件是________。
解析 显然ab≠0,当ab>0时,<⇔·ab<·ab⇔b<a,所以四种命题都是正确的。当ab<0时,若a>b,则必有a>0>b,故>0>,所以原命题是假命题;若<,则必有<0<,故a<0<b,所以其逆命题也是假命题;由命题的等价性可知,四种命题都是假命题。从而本题应填ab<0。
答案 ab<0
5.若x<m-1或x>m+1是x2-2x-3>0的必要不充分条件,则实数m的取值范围是________。
解析 由已知易得{x|x2-2x-3>0}{x|x<m-1或x>m+1},又{x|x2-2x-3>0}={x|x<-1或x>3},
∴或∴0≤m≤2。
答案 [0,2]
第三节 简单的逻辑联结词、全称量词与存在量词
☆☆☆2017考纲考题考情☆☆☆
考纲要求
真题举例
命题角度
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。
2016,浙江卷,4,5分(含有一个量词命题的否定)
2015,全国卷Ⅰ,3,5分(含有一个量词命题的否定)
2015,山东卷,12,5分(全称量词的应用)
2014,辽宁卷,5,5分(简单的逻辑联结词)
2014,重庆卷,6,5分(简单的逻辑联结词)
1.含有逻辑联结词的命题的真假判断;
2.判断全称命题、特称命题的真假;全称命题、特称命题的否定;已知全称(特称)命题真假,求参数取值范围。
微知识 小题练
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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的真假判定
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.量词及含有一个量词的命题的否定
(1)全称量词和存在量词
①全称量词有:所有的,任意一个,任给一个,用符号“∀”表示;存在量词有:存在一个,至少有一个,有些,用符号“∃”表示。
②含有全称量词的命题,叫做全称命题。“对M中任意一个x,有p(x)成立”用符号简记为:∀x∈M,p(x)。
③含有存在量词的命题,叫做特称命题。“存在M中元素x0,使p(x0)成立”用符号简记为:∃x0∈M,p(x0)。
(2)含有一个量词的命题的否定
命题
命题的否定
∀x∈M,p(x)
∃x0∈M,綈p(x0)
∃x0∈M,p(x0)
∀x∈M,綈p(x)
微点提醒
1.逻辑联结词“或”“且”“非”对应着集合运算中的“并”“交”“补”。因此,可以借助集合的“并、交、补”的意义来求解“或、且、非”三个逻辑联结词构成的命题问题。
2.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。
3.全称命题(特称命题)的否定是特称命题(全称命题)。其真假性与原命题相反。要写一个命题的否定,需先分清其是全称命题还是特称命题,对照否定结构去写,否定的规律是“改量词,否结论”。
小|题|快|练
一 、走进教材
1.(选修1-1P26A组T3改编)命题∀x∈R,x2+x≥0的否定是( )
A.∃x0∈R,x+x0≤0
B.∃x0∈R,x+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特称命题知命题B正确。故选B。
【答案】 B
2.(选修1-1P18A组T1(3)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。故选B。
【答案】 B
二、双基查验
1.已知命题p:∀x>0,总有(x+1)ex>1,则綈p为( )
A.∃x0≤0,使得(x0+1)ex0≤1
B.∃x0>0,使得(x0+1)ex0≤1
C.∀x>0,总有(x+1)ex≤1
D.∀x≤0,总有(x+1)ex≤1
【解析】 全称命题的否定规律是“改变量词、否定结论”,“∀x>0,总有(x+1)ex>1”的否定是“∃x0>0,使得(x0+1)ex0≤1。”故选B。
【答案】 B
2.命题“∀x∈R,x2≠x”的否定是( )
A.∀x∉R,x2≠x B.∀x∈R,x2=x
C.∃x0∉R,x≠x D.∃x0∈R,x=x0
【解析】 全称命题“∀x∈R,x2≠x”的否定为特称命题,“∃x0∈R,x=x0”。故选D。
【答案】 D
3.已知命题p:对任意x∈R,总有2x>0;q:“x>1”是“x>2”的充分不必要条件。则
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