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第一章 集合与常用逻辑用语
第1-2课时 集合的概念
考情分析
考点新知
了解集合的含义;体会元素与集合的“属于”关系;能用自然语言、图形语言、集合语言(列举法或描述法)描述不同的数学对象或数学问题;了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.
学会区分集合与元素,集合与集合之间的关系.
学会自然语言、图形语言、集合语言之间的互化.
集合含义中掌握集合的三要素.
④ 不要求证明集合相等关系和包含关系.
1. (必修1P10第5题改编)已知集合A={m+2,2m2+m},若3∈A,则m=________.
答案:-
解析:因为3∈A,所以m+2=3或2m2+m=3.当m+2=3,即m=1时,2m2+m=3,此时集合A中有重复元素3,所以m=1不合题意,舍去;当2m2+m=3时,解得m=-或m=1(舍去),此时当m=-时,m+2=≠3满足题意.所以m=-.
2. (必修1P7第4题改编)已知集合{a|0≤a<4,a∈N},用列举法可以表示为________.
答案:
解析:因为a∈N,且0≤a<4,由此可知实数a的取值为0,1,2,3.
3. (必修1P17第6题改编)已知集合A=[1,4),B=(-∞,a),AB,则a∈________.
答案:[4,+∞)
解析:在数轴上画出A、B集合,根据图象可知.
4. (原创)设集合A={x|x=5-4a+a2,a∈R},B={y|y=4b2+4b+2,b∈R},则A、B的关系是________.
答案:A=B
解析:化简得A={x|x≥1},B={y|y≥1},所以A=B.
5. (必修1P17第8题改编)满足条件{1}M{1,2,3}的集合M的个数是________.
答案:4个
解析:满足条件{1}M{1,2,3}的集合M有{1},{1,2},{1,3},{1,2,3},共4个.
1. 集合的含义及其表示
(1) 集合的定义:一般地,一定范围内某些确定的、不同的对象的全体构成一个集合.其中集合中的每一个对象称为该集合的元素.
(2) 集合中元素的特征:确定性、互异性、无序性.
(3) 集合的常用表示方法:列举法、描述法、Venn图法.
(4) 集合的分类:若按元素的个数分类,可分为有限集、无限集、空集;若按元素的属性分类可分为点集、数集等.应当特别注意空集是一个特殊而又重要的集合,解题时切勿忽视空集的情形.
(5) 常用数集及其记法:自然数集记作N;正整数集记作N或N+;整数集记作Z;有理数集记作Q;实数集记作R;复数集记作C.
2. 两类关系
(1) 元素与集合之间的关系包括属于与不属于关系,反映了个体与整体之间的从属关系.
(2) 集合与集合之间的关系
① 包含关系:如果集合A中的每一个元素都是集合B的元素,那么集合A称为集合B的子集,记为AB或BA,读作“集合A包含于集合B”或“集合B包含集合A”.
② 真包含关系:如果AB,并且A≠B,那么集合A称为集合B的真子集,读作“集合A真包含于集合B”或“集合B真包含集合A”.
③ 相等关系:如果两个集合所含的元素完全相同,即A中的元素都是B中的元素且B中的元素都是A中的元素,则称这两个集合相等.
(3) 含有n个元素的集合的子集共有2n个,真子集共有2n-1个,非空子集共有2n-1个,非空真子集有2n-2个.
题型1 正确理解和运用集合概念
例1 已知集合A={x|ax2-3x+2=0,a∈R}.
(1) 若A是空集,求a的取值范围;
(2) 若A中只有一个元素,求a的值,并将这个元素写出来;
(3) 若A中至多有一个元素,求a的取值范围.
解: (1) 若A是空集,则Δ=9-8a<0,解得a>.
(2) 若A中只有一个元素,则Δ=9-8a=0或a=0,解得a=或a=0;当a=时这个元素是;当a=0时,这个元素是.
(3) 由(1)(2)知,当A中至多有一个元素时,a的取值范围是a≥或a=0.
已知a≤1时,集合[a,2-a]中有且只有3个整数,则a的取值范围是________.
答案:-1<a≤0
解析:因为a≤1,所以2-a≥1,所以1必在集合中.若区间端点均为整数,则a=0,集合中有0,1,2三个整数,所以a=0适合题意;若区间端点不为整数,则区间长度2<2-2a<4,解得-1<a<0,此时,集合中有0,1,2三个整数,-1<a<0适合题意.综上,a的取值范围是-1<a≤0.
设集合M=,N={x|x=+,k∈Z},则M________N.
答案:真包含于
题型2 集合元素的互异性
例2 已知a、b∈R,集合A={a,a+b,1},B=,且AB,BA,求a-b的值.
解:∵ AB,BA,∴ A=B.
∵ a≠0,∴ a+b=0,即a=-b,∴ =-1,
∴ b=1,a=-1,∴ a-b=-2.
已知集合A={a,a+b, a+2b},B={a,ac, ac2}.若A=B,则c=________.
答案:-
解析:分两种情况进行讨论.
① 若a+b=ac且a+2b=ac2,消去b得a+ac2-2ac=0.
当a=0时,集合B中的三元素均为零,和元素的互异性相矛盾,故a≠0.∴ c2-2c+1=0,即c=1.但c=1时,B中的三元素又相同,此时无解.
② 若a+b=ac2且a+2b=ac,消去b得2ac2-ac-a=0.
∵ a≠0,∴ 2c2-c-1=0,即(c-1)(2c+1)=0.
又c≠1,故c=-.
集合A=,集合B={a2,a+b,0},若A=B,求a2 013+b2 014的值.
解:由于a≠0,由=0,得b=0,则A={a,0,1},B={a2,a,0}.
由A=B,可得a2=1.又a2≠a,则a≠1,则a=-1.
所以a2 013+b2 014=-1.
题型3 根据集合的含义求参数范围
例3 集合A={x|-2≤x≤5},集合B={x|m+1≤x≤2m-1}.
(1) 若BA,求实数m的取值范围;
(2) 当x∈R时,没有元素x使x∈A与x∈B同时成立,求实数m的取值范围.
解:(1) 当m+1>2m-1即m<2时,B=满足BA;
当m+1≤2m-1即m≥2时,要使BA成立,则解得2≤m≤3.
综上所述,当m≤3时有BA.
(2) 因为x∈R,且A={x|-2≤x≤5},B={x|m+1≤x≤2m-1},又没有元素x使x∈A与x∈B同时成立,则
① 若B=,即m+1>2m-1,得m<2时满足条件;
② 若B≠,则要满足条件解得m>4.
或无解.
综上所述,实数m的取值范围为m<2或m>4.
已知集合A={y|y=-2x,x∈[2,3]},B={x|x2+3x-a2-3a>0}.若AB,求实数a的取值范围.
解:由题意有A=[-8,-4],B={x|(x-a)(x+a+3)>0}.
① 当a=-时,B=,所以AB恒成立;
② 当a<-时,B={x|x<a或x>-a-3}.因为AB,所以a>-4或-a-3<-8,解得a>-4或a>5(舍去),所以-4<a<-;
③ 当a>-时,B={x|x<-a-3或x>a}.因为AB,所以-a-3>-4或a<-8(舍去),解得-<a<1.
综上,当AB时,实数a的取值范围是(-4,1).
1. 设集合A={x|x<2},B={x|x<a},且满足A真包含于B,则实数a的取值范围是____________.
答案:(2,+∞)
解析:利用数轴可得实数a的取值范围是(2,+∞).
2. 已知集合A={1,2,3,4,5},B={(x,y)|x∈A,y∈A,x-y∈A},则B中元素的个数为________.
答案:10
解析:B中所含元素有(2,1),(3,1),(3,2),(4,1),(4,2),(4,3),(5,1),(5,2),(5,3),(5,4).
3. 若x∈A,则∈A,就称A是“伙伴关系集合”,集合M=的所有非空子集中具有伙伴关系的集合的个数是________.
答案:3
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},,.
4. 已知全集U=R,集合M={x|-2≤x-1≤2}和N={x|x=2k-1,k=1,2,…}的韦恩(Venn)图如图所示,则阴影部分所示的集合的元素共有________个.
答案:2
解析:由题图示可以看出阴影部分表示集合M和N的交集,所以由M={x|-1≤x≤3},得M∩N={1,3},有2个.
5. 设P、Q为两个非空实数集合,定义集合P+Q={a+b|a∈P,b∈Q},若P={0,2,5},Q={1,2,6},则P+Q中元素的个数为________.
答案:8
解析:(1) ∵ P+Q={a+b|a∈P,b∈Q},P={0,2,5},Q={1,2,6},∴ 当a=0时,a+b的值为1,2,6;当a=2时,a+b的值为3,4,8;当a=5时,a+b的值为6,7,11,∴ P+Q={1,2,3,4,6,7,8,11},∴ P+Q中有8个元素.
1. 已知A={x|x2-2x-3≤0},若实数a∈A,则a的取值范围是________.
答案:[-1,3]
解析:由条件,a2-2a-3≤0,从而a∈[-1,3].
2. 现有含三个元素的集合,既可以表示为,也可表示为{a2,a+b,0},则a2 013+b2 013=________.
答案:-1
解析:由已知得=0及a≠0,所以b=0,于是a2=1,即a=1或a=-1,又根据集合中元素的互异性可知a=1应舍去,因此a=-1,故a2 013+b2 013=(-1)2 013=-1.
3. 已知集合A={x|(x-2)[x-(3a+1)]<0},
B=.
(1) 当a=2时,求A∩B;
(2) 求使B真包含于A的实数a的取值范围.
解:(1) A∩B={x|2<x<5}.
(2) B={x|a<x<a2+1}.
①若a=时,A=,不存在a使BA;
②若a>时,2≤a≤3;③若a<时,-1≤a≤-.
故a的取值范围是∪[2,3].
4. 已知A={a+2,(a+1)2,a2+3a+3}且1∈A,求实数a的值.
解:由题意知:a+2=1或(a+1)2=1或a2+3a+3=1,
∴ a=-1或-2或0,根据元素的互异性排除-1,-2,
∴ a=0即为所求.
1. 研究一个集合,首先要看集合中的代表元素,然后再看元素的限制条件,当集合用描述法表示时,注意弄清其元素表示的意义是什么.注意区分{x|y=f(x)}、{y|y=f(x)}、{(x,y)|y=f(x)}三者的不同.对于含有字母的集合,在求出字母的值后,要注意检验集合的元素是否满足互异性.
2. 空集是不含任何元素的集合,空集是任何集合的子集.在解题时,若未明确说明集合非空时,要考虑到集合为空集的可能性.例如:AB,则需考虑A=和A≠两种可能的情况.
3. 判断两集合的关系常有两种方法:一是化简集合,从表达式中寻找两集合间的关系;二是用列举法表示各集合,从元素中寻找关系.
4. 已知两集合间的关系求参数时,关键是将两集合间的关系转化为元素间的关系,进而转化为参数满足的关系.解决这类问题常常需要合理利用数轴、Venn图帮助分析.
[备课札记]
第3-4课时 集合的基本运算
.
考情分析
考点新知
理解两个集合的交集与并集的含义;会求两个简单集合的交集与并集,理解给定集合的一个子集的补集的含义;会求给定子集的补集,会用韦恩图表示集合的关系及运算.
① 在给定集合中会求一个子集的补集,补集的含义在数学中就是对立面.
② 会求两个简单集合的交集与并集;交集的关键词是“且”,并集的关键词是“或”.
③ 会使用韦恩图(Venn)表达集合的关系及运算;对于数集有时也可以用数轴表示.
1. (原创)集合M={m∈Z|-3<m<2},N={n∈Z|-1≤n≤3},则M∩N=________.
答案:{-1,0,1}
解析:M={-2,-1,0,1},N={-1,0,1,2,3},所以M∩N={-1,0,1}.
2. (必修1P17第13题改编)A、B是非空集合,定义A×B={x|x∈A∪B,且xA∩B}.若A={x|y=},B={y|y=3x},则A×B=________.
答案:(-∞,3)
解析:A=(-∞,0)∪[3,+∞),B=(0,+∞),A∪B=R,A∩B=[3,+∞).所以A×B=(-∞,3).
3. (必修1P10第4题改编)已知全集U={-2,-1,0,1,2},集合A=,则∁UA=________.
答案:{0}
解析:因为A=,当n=0时,x=-2;当n=1时不合题意;当n=2时,x=2;当n=3时,x=1;当n≥4时,xZ;当n=-1时,x=-1;当n≤-2时,xZ.故A={-2,2,1,-1}.又U={-2,-1,0,1,2},所以∁UA={0}.
4. (必修1P14第8题改编)设集合U={1,2,3,4,5},A={1,2,3},B={2,3,4},则∁U(A∩B)=________ .
答案:{1,4,5}
解析:A∩B={2,3},所以∁U(A∩B)={1,4,5}.
5. (必修1P17第6题改编)已知A={1,2,3},B={x∈R|x2-ax+1=0,a∈A},则A∩B=B时,a=________.
答案:1或2
解析:验证a=1时B=满足条件;验证a=2时B={1}也满足条件.
1. 集合的运算
(1) 交集:由属于A且属于B的所有元素组成的集合,叫做集合A与B的交集,记作A∩B,即A∩B={x|x∈A且x∈B}.
(2) 并集:由属于A或属于B的所有元素组成的集合,叫做集合A与B的并集,记作A∪B,即A∪B={x|x∈A或x∈B}.
(3) 全集:如果集合S含有我们所研究的各个集合的全部元素,那么这个集合就可以看作一个全集,通常用U来表示.一切所研究的集合都是这个集合的子集.
(4) 补集:集合A是集合S的一个子集,由S中所有不属于A的元素组成的集合叫做A的补集(或余集),记作∁SA,即∁SA={x|x∈S,但xA}.
2. 常用运算性质及一些重要结论
(1) A∩A=A,A∩=,A∩B=B∩A;
(2) A∪A=A,A∪=A,A∪B=B∪A;
(3) A∩(∁UA)=,A∪(∁UA)=U;
(4) A∩B=AAB,A∪B=ABA;
(5) ∁U(A∩B)=(∁UA)∪(∁UB),∁U(A∪B)=(∁UA)∩(∁UB).
[备课札记]
题型1 集合的运算
例1 若全集U={1,2,3,4,5,6},M={2,3},N={1,4},则(∁UM)∩(∁UN)=________.
答案:{5,6}
解析:∵ M∪N={1,2,3,4},
∴ (∁UM)∩(∁UN)=∁U(M∪N)={5,6}.
若全集U={1,2,3,4,5,6},M∩N=N,N={1,4},试求满足条件的集合M的个数.
解:由M∩N=N得MN.
含有2个元素的集合M有1个,含有3个元素的集合M有4个,含有4个元素的集合M有6个,含有5个元素的集合M有4个,含有6个元素的集合M有1个.
因此,满足条件的集合M有1+4+6+4+1=16个.
题型2 求参数的范围
例2 设关于x的不等式x(x-a-1)<0(a∈R)的解集为M,不等式x2-2x-3≤0的解集为N.
(1) 当a=1时,求集合M;
(2) 若M∪N=N,求实数a的取值范围.
解:(1) 当a=1时,由已知得x(x-2)<0,
解得0<x<2.所以M={x|0<x<2}.
(2) 由已知得N={x|-1≤x≤3}.
① 当a<-1时,因为a+1<0,所以M={x|a+1<x<0}.
由M∪N=N,得MN,所以-1≤a+1<0,解得-2≤a<-1.
② 当a=-1时,M=,显然有MN,所以a=-1成立.
③ 当a>-1时,因为a+1>0,所以M={x|0<x<a+1}.
因为MN,所以0<a+1≤3,解得-1<a≤2.
综上所述,实数a的取值范围是[-2,2].
已知A={x|ax-1>0},B={x|x2-3x+2>0}.
(1) 若A∩B=A,求实数a的取值范围;
(2) 若A∩∁RB≠,求实数a的取值范围.
解:(1) 由于A∩B=A 得AB,由题意知B={x|x>2或x<1}.若a>0,则x>≥2,得0<a≤;若a=0,则A=,成立;若a<0,则x<<1,根据数轴可知均成立.综上所述,a≤.
(2) ∁RB={x|1≤x≤2},若a=0,则A=,不成立;若a<0,则x<<1,不成立;若a>0,则x>,由<2得a>.综上所述,a>.
题型3 集合综合题
例3 已知f(x)=x+-3,x∈[1,2].
(1) 当b=2时,求f(x)的值域;
(2) 若b为正实数,f(x)的最大值为M,最小值为m,且满足M-m≥4,求b的取值范围.
解:(1) 当b=2时,f(x)=x+-3,x∈[1,2].
因为f(x)在[1,]上单调递减,在[,2]上单调递增,
所以f(x)的最小值为f()=2-3.
又f(1)=f(2)=0,
所以f(x)的值域为[2-3,0].
(2) ① 当0<b<2时,f(x)在[1,2]上单调递增,
则m=b-2,M=-1,此时M-m=-+1≥4,得b≤-6,与0<b<2矛盾,舍去;
② 当2≤b<4时,f(x)在[1,]上单调递减,在[,2]上单调递增,所以M=max{f(1),f(2)}=b-2,m=f()=2-3,则M-m=b-2+1≥4,得(-1)2≥4,解得b≥9,与2≤b<4矛盾,舍去;
③ 当b≥4时,f(x)在[1,2]上单调递减,则M=b-2,m=-1,此时M-m=-1≥4,得b≥10.综上所述,b的取值范围是[10,+∞).
设集合A={x|x2-2x+2m+4=0},B={x|x<0}.若A∩B≠,求实数m的取值范围.
解:(解法1)据题意知方程x2-2x+2m+4=0至少有一个负实数根.
设M={m|关于x的方程x2-2x+2m+4=0两根均为非负实数},
则
∴ M=.
设全集U={m|Δ≥0}=,
∴ m的取值范围是∁UM={m|m<-2}.
(解法2)方程的小根x=1-<0
>1-2m-3>1m<-2.
(解法3)设f(x)=x2-2x+4,这是开口向上的抛物线.因为其对称轴x=1>0,则据二次函数性质知命题又等价于f(0)<0m<-2.
1. 设集合A={5,log2(a+3)},集合B={a,b}.若A∩B={2},则A∪B=________.
答案:{1,2,5}
解析:由题意知log2(a+3)=2,得a=1,b=2,则A∪B={1,2,5}.
2. 已知全集U=(-∞,3],A=[-1,2),则∁UA=____.
答案:(-∞,-1)∪[2,3]
解析:利用数轴可得∁UA=(-∞,-1)∪[2,3].
3. 如图,已知U={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10},集合A={2,3,4,5,6,8},B={1,3,4,5,7},C={2,4,5,7,8,9},用列举法写出图中阴影部分表示的集合为________.
答案:{2,8}
解析:阴影部分表示的集合为A∩C∩(∁UB)={2,8}.
4. 已知集合P={(x,y)|x+y=0},Q={(x,y)|x-y=2},则Q∩P=________.
答案:{(1,-1)}
解析:由解得由于两集合交集中元素只有一个点,故Q∩P={(1,-1)}.
5. 设P和Q是两个集合,定义集合P-Q={x|x∈P,且xQ},如果P={x|log2x<1},Q={x||x-2|<1},那么P-Q=________.
答案:{x|0<x≤1}
解析:由log2x<1,得0<x<2,所以P={x|0<x<2};
由|x-2|<1,得1<x<3,所以Q={x|1<x<3}.
由题意,得P-Q={x|0<x≤1}.
1. 设全集U=M∪N={1,2,3,4,5},M∩∁UN={2,4},则N=________.
答案:{1,3,5}
解析:画出韦恩图,可知N={1,3,5}.
2. 设全集为R,集合A={x|x≤3或x≥6},B={x|-2<x<9}.
(1) 求A∪B,(∁RA)∩B;
(2) 已知C={x|a<x<a+1},若CB,求实数a的取值范围.
解:(1) A∪B=R,∁RA={x|3<x<6},
∴ (∁RA)∩B={x|3<x<6}.
(2) ∵ C={x|a<x<a+1},且CB,
∴
∴ 所求实数a的取值范围是-2≤a≤8.
3. 设全集I=R,已知集合M=,N={x|x2+x-6=0}.
(1) 求(∁IM)∩N;
(2) 记集合A=(∁IM)∩N,已知集合B={x|a-1≤x≤5-a,a∈R},若B∪A=A,求实数a的取值范围.
解:(1) ∵ M={x|(x+3)2≤0}={-3},
N={x|x2+x-6=0}={-3,2},
∴ ∁IM={x|x∈R且x≠-3},
∴ (∁IM)∩N={2}.
(2) A=(∁IM)∩N={2},
∵ A∪B=A,∴ BA,∴ B=或B={2},
当B=时,a-1>5-a,∴ a>3;
当B={2}时,解得a=3.
综上所述,所求a的取值范围为{a|a≥3}.
4. 设全集U=R,函数f(x)=lg(|x+1|+a-1)(a<1)的定义域为A,集合B={x|cosπx=1}.若(∁UA)∩B恰好有2个元素,求a的取值集合.
解:|x+1|+a-1>0|x+1|>1-a,
当a<1时,1-a>0,∴ x>-a或x<a-2,
∴ A=(-∞,a-2)∪(-a,+∞).
∵ cosπx=1,∴ πx=2kπ,∴ x=2k(k∈Z),
∴ B={x|x=2k,k∈Z}.
当a<1时,∁UA=[a-2,-a]在此区间上恰有2个偶数.
∴ .
1. 集合的运算结果仍然是集合.进行集合运算时应当注意:
(1) 勿忘对空集情形的讨论;
(2) 勿忘集合中元素的互异性;
(3) 对于集合A的补集运算,勿忘A必须是全集的子集;
(4) 对于含参数(或待定系数)的集合问题,勿忘对所求数值进行合理取舍.
2. 在集合运算过程中应力求做到“三化”
(1) 意义化:首先明确集合的元素的意义,它是怎样的类型的对象(数集、点集,图形等)是表示函数的定义域、值域,还是表示方程或不等式的解集?
(2) 具体化:具体求出相关集合中函数的定义域、值域或方程、不等式的解集等;不能具体求出的,也应力求将相关集合转化为最简形式.
(3) 直观化:借助数轴、直角坐标平面、韦恩图等将有关集合直观地表示出来,从而借助数形结合思想解决问题.
第5-6课时 简单的逻辑联结词、全称量词与存在量词
考情分析
考点新知
了解命题的逆命题、否命题与逆否命题的意义;理解必要条件、充分条件、充要条件的意义;了解逻辑联结词“或”“且”“非”的含义;了解全称量词与存在量词的意义;了解含有一个量词的命题的否定的意义.
会分析四种命题的相互关系.
会判断必要条件、充分条件与充要条件.
能用“或”“且”“非”表述相关的数学内容(真值表不做要求).
能用全称量词与存在量词叙述简单的数学内容.
⑤ 能正确地对含有一个量词的命题进行否定.
1. (选修11P20第4(1)题改编)命题“若a、b、c成等比数列,则ac=b2”的逆否命题是________________________________________________________________________.
答案:若ac≠b2,则a、b、c不成等比数列
2. (选修11P20第6题改编)若命题p的否命题为q,命题q的逆否命题为r,则p与r的关系是__________.
答案:互为逆命题
3. (选修11P20第7题改编)已知p、q是r的充分条件,r是s的充分条件,q是s的必要条件,则s是p的__________条件.
答案:必要不充分
4. (原创)写出命题“若x+y=5,则x=3且y=2”的逆命题、否命题、逆否命题,并判断它们的真假.
答案:逆命题:若x=3且y=2,则x+y=5.是真命题.
否命题:若x+y≠5,则x≠3或y≠2.是真命题.
逆否命题:若x≠3或y≠2,则x+y≠5.是假命题.
5. 下列命题中的真命题有________.(填序号)
① x∈R,x+=2;
② x∈R,sinx=-1;
③ x∈R,x2>0;
④ x∈R,2x>0.
答案:①②④
解析:对于①,x=1时,x+=2,正确;对于②,当x=时,sinx=-1,正确;对于③,x=0时,x2=0,错误;对于④,根据指数函数的值域,正确.
6. 命题p:有的三角形是等边三角形.命题綈p:____________________________.
答案:所有的三角形都不是等边三角形
1. 四种命题及其关系
(1) 四种命题
命题
表述形式
原命题
若p,则q
逆命题
若q,则p
否命题
若非p,则非q
逆否命题
若非q,则非p
(2) 四种命题间的逆否关系
(3) 四种命题的真假关系
两个命题互为逆否命题,它们有相同的真假性;
两个命题为互逆命题或互否命题,它们的真假性没有关系.
2. 充分条件与必要条件
(1) 如果pq,那么称p是q的充分条件,q是p的必要条件.
(2) 如果pq,且qp,那么称p是q的充要条件,记作pq.
(3) 如果pq,qp,那么称p是q的充分不必要条件.
(4) 如果qp,pq,那么称p是q的必要不充分条件.
(5) 如果p/ q,且q/ p,那么称p是q的既不充分也不必要条件.
3. 简单的逻辑联结词
(1) 用联结词“且”联结命题p和命题q,记作p∧q,读作“p且q”.
(2) 用联结词“或”联结命题p和命题q,记作p∨q,读作“p或q”.
(3) 对一个命题p全盘否定记作綈p,读作“非p”或“p的否定”.
(4) 命题p∧q,p∨q,綈p的真假判断
p∧q中p、q有一假为假,p∨q有一真为真,p与非p必定是一真一假.
4. 全称量词与存在量词
(1) 全称量词与全称命题
短语“所有”“任意”“每一个”等表示全体的量词在逻辑中称为全称量词,并用符号“x”表示.
含有全称量词的命题,叫做全称命题.
全称命题“对M中任意一个x,有p(x)成立”可用符号简记为x∈M,p(x),读作“对任意x属于M,有p(x)成立”.
(2) 存在量词与存在性命题
短语“有一个”“有些”“存在一个”等表示部分的量词在逻辑中称为存在量词,并用符号“x”表示.
含有存在量词的命题,叫做存在性命题.
存在性命题“存在M中的一个x,使p(x)成立”可用符号简记为x∈M,p(x),读作“存在一个x属于M,使p(x)成立”.
5. 含有一个量词的命题的否定
命题
命题的否定
x∈M,p(x)
x∈M, p(x);
x∈M,p(x)
x∈M,p(x).
[备课札记]
题型1 否命题与命题否定
例1 (1) 命题“若a>b,则2a>2b-1”的否命题为____________________________;
(2) 命题:“若x2+x-m=0没有实根,则m≤0”是____(填“真”或“假”)命题;
(3) 命题p:“有些三角形是等腰三角形”,则p是____________________.
答案:(1) 若a≤b,则2a≤2b-1 (2) 真 (3) 所有三角形都不是等腰三角形
解析:(2) 很可能许多同学会认为它是假命题原因为当m=0时显然方程有根,其实不然,由x2+x-m=0没实根可推得m<-,而{m|m<-}是{m|m≤0}的真子集,由m<-可推得m≤0,故原命题为真,而它的逆否命题“若m>0,则x2+x-m=0有实根”显然为真,其实用逆否命题很容易判断它是真命题.
(3) p为“对任意x∈A,有p(x)不成立”,它恰与全称性命题的否定命题相反.
把下列命题改写成“若p则q”的形式,并写出它们的逆命题、否命题、逆否命题.
(1) 正三角形的三个内角相等;
(2) 已知a、b、c、d是实数,若a=b,c=d,则a+c=b+d.
解:(1) 原命题:若一个三角形是正三角形,则它的三个内角相等.
逆命题:若一个三角形的三个内角相等,则这个三角形是正三角形.
否命题:若一个三角形不是正三角形,则它的三个内角不全相等.
逆否命题:若一个三角形的三个内角不全相等,那么这个三角形不是正三角形.
(2) 原命题:已知a、b、c、d是实数,若a=b,c=d,则a+c=b+d.
逆命题:已知a、b、c、d是实数,若a+c=b+d,则a=b且c=d.
否命题:已知a、b、c、d是实数,若a与b,c与d不都相等,则a+c≠b+d.
逆否命题:已知a、b、c、d是实数,若a+c≠b+d,则a与b,c与d不都相等.
题型2 充分必要条件
例2 已知p:x2-8x-20≤0,q:x2-2x+1-m2≤0(m>0),若p是q的必要不充分条件,求实数m的取值范围.
解:p:x2-8x-20>0,得x<-2或x>10,
设A={x|x<-2或x>10},
q:x2-2x+1-m2>0,得x<1-m,或x>1+m,
设B={x|x<1-m或x>1+m}.
∵ p是q的必要非充分条件,
∴ B真包含于A,即m≥9.
∴ 实数m的取值范围为m≥9.
下列四个结论正确的是________.(填序号)
① “x≠0”是“x+|x|>0”的必要不充分条件;
② 已知a、b∈R,则“|a+b|=|a|+|b|”的充要条件是ab>0;
③ “a>0,且Δ=b2-4ac≤0”是“一元二次不等式ax2+bx+c≥0的解集是R”的充要条件;
④ “x≠1”是“x2≠1”的充分不必要条件.
答案:①③
解析:① 因为由x≠0推不出x+|x|>0,如x=-1,x+|x|=0,而x+|x|>0x≠0,故①正确;因为a=0时,也有|a+b|=|a|+|b|,故②错误,正确的应该是“|a+b|=|a|+|b|”的充分不必要条件是ab>0;由二次函数的图象可知③正确;x=-1时,有x2=1,故④错误,正确的应该是“x≠1”是“x2≠1”的必要不充分条件.
题型3 全称命题与存在性命题的否定
例3 命题“所有不能被2整除的整数都是奇数”的否定是_______________________________.
答案:存在一个不能被2整除的整数不是奇数
若命题改为“存在一个能被2整除的整数是奇数”,其否定为_____________________________.
答案:所有能被2整除的整数都不是奇数
题型4 求参数范围
例4 已知命题p:方程a2x2+ax-2=0在[-1,1]上有解;命题q:只有一个实数x满足不等式x2+2ax+2a≤0,若命题“p或q”是假命题,求实数a的取值范围.
解:由a2x2+ax-2=0,得
(ax+2)(ax-1)=0,
显然a≠0,∴ x=-或x=.
∵ x∈[-1,1],故≤1或≤1,
∴ |a|≥1.
由题知命题q“只有一个实数x满足x2+2ax+2a≤0”,
即抛物线y=x2+2ax+2a与x轴只有一个交点,
∴ Δ=4a2-8a=0,∴ a=0或a=2,
∴ 当命题“p或q”为真命题时|a|≥1或a=0.
∵ 命题“p或q”为假命题,
∴ a的取值范围为{a|-1<a<0或0<a<1}.
已知命题p:函数y=loga(1-2x)在定义域上单调递增;命题q:不等式(a-2)x2+2(a-2)x-4<0对任意实数x恒成立.若p∨q是真命题,求实数a的取值范围.
解:∵ 命题p:函数y=loga(1-2x)在定义域上单调递增,∴ 0<a<1.
又命题q:不等式(a-2)x2+2(a-2)x-4<0对任意实数x恒成立,
∴ a=2或 即-2<a≤2.
∵ p∨q是真命题,
∴ a的取值范围是-2<a≤2.
命题“所有能被2整除的数都是偶数”的否定是___________________________
________________________.
答案:存在一个能被2整除的数不是偶数
2. 设α、β为两个不同的平面,直线lα,则“l⊥β”是“α⊥β”成立的________条件.
答案:充分不必要
解析:根据定理知由l⊥β可以推出α⊥β.反之不成立,仅当l垂直于α、β的交线时才成立.
3. “若a+b为偶数,则a、b必定同为奇数或偶数”的逆否命题为__________________________.
答案:若a、b不同为奇数且不同为偶数,则a+b不是偶数
4.已知命题p1:函数y=ln(x+),是奇函数,p2:函数y=x为偶函数,则下列四个命题:
① p1∨p2;② p1∧p2;③ (p1)∨p2;④ p1∧(p2).
其中,真命题是________.(填序号)
答案:①④
解析:由函数的奇偶性可得命题p1为真命题,命题p2为假命题,再由命题的真假值表可得②③为假,①④为真.
1. 若a、b为实数,则 “0<ab<1”是“b<”的________条件.
答案:既不充分也不必要
解析:0<ab<1,a、b都是负数时,不能推出b<;同理b<也不能推出0<ab<1.
2. 在命题p的四种形式的命题(原命题、逆命题、否命题、逆否命题)中,正确命题的个数记为f(p),已知命题p:“若两条直线l1:a1x+b1y+c1=0,l2:a2x+b2y+c2=0平行,则a1b2-a2b1=0”.那么f(p)=________.
答案:2
解析:若两条直线l1:a1x+b1y+c1=0与l2:a2x+b2y+c2=0平行,则必有a1b2-a2b1=0,但当a1b2-a2b1=0时,直线l1与l2不一定平行,还有可能重合,因此命题p是真命题,但其逆命题是假命题,从而其否命题为假命题,逆否命题为真命题,所以在命题p的四种形式的命题(原命题、逆命题、否命题、逆否命题)中,有2个正确命题,即f(p)=2.
3. 设命题p:关于x的不等式2|x-2|<a的解集为;命题q:函数y=lg(ax2-x+a)的值域是R.如果命题p和q有且仅有一个正确,求实数a的取值范围.
解:由不等式2|x-2|<a的解集为得a≤1.
由函数y=lg(ax2-x+a)的值域是R知ax2-x+a要取到所有正数,
故0<a≤ 或a=0即0≤a≤.
由命题p和q有且仅有一个正确得a的取值范围是(-∞,0)∪.
4. 设数列{an}、{bn}、{cn}满足:bn=an-an+2,cn=an+2an+1+3an+2(n=1,2,3,…),求证:{an}为等差数列的充分必要条件是{cn}为等差数列且bn≤bn+1(n=1,2,3,…).
证明:必要性:
设{an}是公差为d1的等差数列,则
bn+1-b
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