• 常用逻辑用语习题


    前言

    典例剖析

    已知命题:(p:x eq 2)(y eq 3),命题:(q:x+y eq 5),则(;p)(;q)的什么条件?(q)(p)的什么条件?

    法1,可以做出条件和结论的可行域,利用集合的关系来判断,但是这个方法比较难。

    由题目可知,(;p:x eq 2)(y eq 3),对应图中的除过点((2,3))之外的区域(A)

    (;q:x+y eq 5),对应坐标系中不在直线上的区域(B)

    显然区域(A)包含区域(B),故(;p)(;q)的必要不充分条件,(;q)(;p)的充分不必要条件。

    法2:利用等价命题和不等式性质求解。

    命题:( eg;q:x+y=5),命题:( eg;p:x=2)(y=3),则有( eg;q otRightarrow eg; p, eg; p Rightarrow eg; q)

    ( eg; q)( eg; p)的必要不充分条件,( eg; p)( eg; q)的充分不必要条件。

    由等价命题可知,(;p)(;q)的必要不充分条件,(;q)(;p)的充分不必要条件。

    【2016宝鸡市三检№3】设(A)(B)是两个同高的几何体,(p:A,B)的体积不相等,(q:A,B)在等高处的截面积不恒相等,根据祖暅原理“幂势既同,则积不容异”,可知(p)(q)的【】条件。

    预备知识:我国齐梁时代的数学家祖暅(公元5-6世纪)提出了一条原理:“幂势既同,则积不容异.”这句话的意思是:夹在两个平行平面间的两个几何体,被平行于这两个平行平面的任何平面所截,如果截得的两个截面的面积总是相等,那么这两个几何体的体积相等.

    分析:大前提:(A,B)是两个同高的几何体,( eg;q:A,B)在等高处的截面积恒相等,( eg;p:A,B)的体积相等,则由祖暅原理可知,( eg; q Rightarrow eg; p),但是( eg; p otRightarrow eg; q),比如两个相同的圆锥体,一正一倒夹在两个平行平面之间,很明显等高处的截面积不恒相等。故( eg; q)( eg; p)的充分不必要条件,即(p)(q)(underline{充分不必要})条件。

    下面四个条件中,使得(a>b)成立的充分不必要条件是【】

    $A.a > b+1$ $B.a > b-1$ $C.a^2 > b^2$ $D.a^3 > b^3$

    分析:由于题干(a>b)等价于(a-b>0),本题目是想问,哪一个选项能是(a>b)的充分不必要条件,逐项分析如下:

    (A)选项,即(a-b>1),故是充分不必要条件;

    (B)选项,即(a-b>-1),故是必要不充分条件;

    (C)选项,即(a>b otRightarrow a^2>b^2),且(a^2>b^2 otRightarrow a>b)(结合函数(y=x^2),举一个反例就行),故既不充分也不必要条件;

    (D)选项,(y=x^3)是增函数,即(a>bRightarrow a^3>b^3),且(a^3>b^3 Rightarrow a>b),故是充要条件;

    故选(A);

    已知函数(f(x)=ax^2+bx+c(a>0)),若(m)满足关于(x)的方程(2ax+b=0),则下列选项中的命题为真命题的是【】

    $A.$存在$xin R,f(x) < f(m)$
    $B.$存在$xin R,f(x) > f(m)$
    $C.$任意$xin R,f(x)leq f(m)$
    $D.$任意$xin R,f(x)ge f(m)$

    分析:由题目(m)满足关于(x)的方程(2ax+b=0),即(m=-cfrac{b}{2a})

    又二次函数(f(x))开口向上,(x=-cfrac{b}{2a})为其对称轴,故其有最小值(f(-cfrac{b}{2a}))

    (f(x)_{min}=f(-cfrac{b}{2a})=f(m)),故对任意(xin R)(f(x)ge f(m)) ,故选(D)

    命题(p):“(forall xin R,x^2+1ge 1,)”则其否定形式是什么。

    分析:全称命题的否定是特称命题,故( eg p:exists x_0in R,x_0^2+1<1)

    【2016•浙江】命题(“)任意(xin R),存在(nin N^*),使得(nge x^2) (”)的否定形式是【】

    $A.$任意$xin R$,存在$nin N^*$,使得$n< x^2$
    $B.$任意$xin R$,任意$nin N^*$,使得$n< x^2$
    $C.$存在$xin R$,存在$nin N^*$,使得$n< x^2$
    $D.$存在$xin R$,任意$nin N^*$,使得$n< x^2$

    法1:对于(forall xin R),要找到合适的(n),使得(nge x^2),此时我们只要取(n=[x^2+1])即可,故满足题意的(n)一定存在,故原命题为真,其否定形式自然就是假命题,即存在(xin R),任意(nin N^*),使得(n< x^2),故选(D)

    法2:利用全称命题的否定形式解题,选(D)

    命题(“)任意(nin N^*)(f(n)in N^*)(f(n)leqslant n) (”)的否定形式为【】

    $A.$任意$nin N^*$,$f(n) otin N^*$且$f(n)>n$
    $B.$任意$nin N^*$,$f(n) otin N^*$或$f(n)>n$
    $C.$存在$n_0in N^*$,$f(n_0) otin N^*$且$f(n_0)>n_0$
    $D.$存在$n_0in N^*$,$f(n_0) otin N^*$或$f(n_0)>n_0$

    分析:利用全称命题的否定形式解题, 选(D)

    已知(“)命题(p:(x-m)^2>3(x-m))(”)(“)命题(q:x^2+3x-4<0)(”)成立的必要不充分条件,则实数(m)的取值范围为________. 

    【解析】先化简命题(p),由((x-m)^2>3(x-m)),得到(x^2-(2m+3)x+m^2+3m>0)

    (x^2-(2m+3)x+m(m+3)>0),即((x-m)[x-(m+3)]>0)

    则有(p:x>m+3)(x<m;q:-4<x<1)

    因为(p)(q)成立的必要不充分条件,则({xmid-4<x<1}subsetneqq {xmid x>m+3或x<m})

    所以(m+3≤-4)(m≥1),即(m≤-7)(m≥1)

    (m)的取值范围为((-infty,-7]cup[1,+infty))

    【命题中的否定】已知(M)是不等式(cfrac{ax+10}{ax-25}leq 0)的解集,且(5 otin M),则(a)的取值范围是___________.

    法1:直接法求解,由于(x=5)时不等式不成立,

    (cfrac{5a+10}{5a-25}>0)(5a-25=0),解得(a<-2)(age 5),故(a)的取值范围是((-infty,-2)cup [5,+infty))

    法2:间接法,正难则反,补集思想

    (5in M),代入不等式(cfrac{5a+10}{5a-25}leq 0),解得解集为(A=[-2,5))

    又由于原题(5 otin M),故取集合(C_RA=(-infty,-2)cup [5,+infty)),即为所求。

    【数学归纳法+等价命题】某个命题与自然数(n)有关,若(n=k(kin N^*))时命题成立,那么可以推得当(n=k+1)时命题也成立。现已知当(n=5)时,该命题不成立,那么可以推得【】

    $A.$当$n=6$时,该命题不成立
    $B.$当$n=6$时,该命题成立
    $C.$当$n=4$时,该命题不成立
    $D.$当$n=6$时,该命题成立

    分析:选(C),本题目考查数学归纳法和命题的等价性。

    如果认定原命题为真,则其逆否命题是:“若(n=k+1(kin N^*))时命题不成立,则(;;n=k;;)时命题也不成立。”也为真,

    这样由于题目已知当(n=5)时,该命题不成立,则可以推出当(n=4)时,该命题不成立,而且当(n=3,2,1)时,该命题也不成立。

    故选(C).

    【转化划归+分类讨论】设集合(A={xmid -2-a<x<a,a>0}),命题(p)(1in A),命题(q)(2in A),若(p)(q)为真命题,(p)(q)为假命题,则实数(a)的取值范围是【】

    $A.{amid 0< a <1$或$a>2}$
    $B.{amid 0< a <1$或$age 2}$
    $C.{amid 1< a leq 2}$
    $D.{amid 1leq aleq 2}$

    法1:由(p)(q)为真命题,(p)(q)为假命题可知,转化为命题(p)(q)必然是一真一假;

    (p)真且(q)假时,有(left{egin{array}{l}{-2-a<1<a}\{2ge a或 2leq -2-a}end{array} ight.),解得(1<aleq 2)

    (p)假且(q)真时,有(left{egin{array}{l}{1ge a或 1leq -2-a}\{-2-a<2<a}end{array} ight.),解得(ain varnothing)

    综上,(1<aleq 2);故选(C)

    法2:利用运动观点求解,做出区间((-2-a,a)),然后让参数(a)(0)(3)逐渐增大,

    (a=0)时,设给定区间为(A),则(A=(-2,0)),此时(1 otin A)(2 otin A),故不满足题意;

    (a=1)时,则(A=(-3,1)),此时(1 otin A)(2 otin A),故不满足题意;

    (a=1.5)时,则(A=(-3.5,1.5)),此时(1in A)(2 otin A),故满足题意;

    (a=2)时,则(A=(-4,2)),此时(1in A)(2 otin A),故满足题意;

    (a=3)时,则(A=(-5,3)),此时(1in A)(2in A),故不满足题意;

    综上可知,参数(a)的取值只能是(1<aleq 2);选(C).

    已知命题(p)(x^2+2x-3>0),命题(q)(cfrac{1}{3-x}>1),若“( eg q 且p)”为真,则(x)的取值范围是____________。

    分析:由“( eg q 且p)”为真,可知(p)(q)假;

    (p)为真,则(x^2+2x-3>0),解得(x<-3)(x>1);若(q)为真,则(cfrac{1}{3-x}>1),解得(2<x<3)

    (q)为假时,得(xleq 2或xge 3),故由(p)(q)假可知,

    满足条件(left{egin{array}{l}{x<-3或x>1}\{xleq 2或xge 3}end{array} ight.)

    (xin (-infty,-3)cup(1,2]cup[3,+infty))

    辨析:命题(q)(cfrac{1}{3-x}>1),则( eg q):应该为(cfrac{1}{3-x}leq 1)(3-x=0),而不是(cfrac{1}{3-x}leq 1)

    已知命题(p)(f(x)=cfrac{1-2m}{x})在区间((0,+infty))上单调递减,

    命题(q)((x-1)^2>m)的解集为(R),若命题"(p)(q)”为假,“(p)(q)”为真,那么(m)的取值范围是________。

    分析:由题目可知,

    (p)为真,则(1-2m>0),解得(m<cfrac{1}{2})(依托(y=cfrac{1}{x})的单调性);

    (q)为真,由(m<(x-1)^2)(R)恒成立,可知(m<0)

    由命题"(p)(q)”为假,“(p)(q)”为真可知,命题(p)(q)必然是一真一假;

    (p)真且(q)假时,有(left{egin{array}{l}{m<cfrac{1}{2}}\{mge 0}end{array} ight.)

    解得(0leq m< cfrac{1}{2})

    (p)假且(q)真时,有(left{egin{array}{l}{mge cfrac{1}{2}}\{m< 0}end{array} ight.)

    解得(min varnothing)

    (m)的取值范围是([0,cfrac{1}{2}))

    辨析:本题目利用函数(f(x))的单调性求参数的取值范围时,既可以利用单调性的性质,

    也可以利用导数法,但是导数法很容易出错。

    导数法:由(f(x)=cfrac{1-2m}{x})在区间((0,+infty))上单调递减,则有

    (f'(x)=-(1-2m)cfrac{1}{x^2}leq 0)在区间((0,+infty))上恒成立,

    (2m-1leq 0),即(mleq cfrac{1}{2}),这个结果是错误的,

    原因是缺少验证,当(m=cfrac{1}{2})时, 函数(f(x)=0)为常函数,

    不符合题意,故舍去,即(m<cfrac{1}{2})

    (p):存在(xin (1,cfrac{5}{2})),使函数(g(x)=log_2(tx^2+2x-2))有意义,若( eg p)为假命题,则实数(t)的取值范围是__________.

    分析:由题目可知,命题(p)为真命题,则

    (exists xin(1,cfrac{5}{2})),使得(f(x)=tx^2+2x-2ge 0)能成立,

    分离参数可得,(t>cfrac{2-2x}{x^2})(xin(1,cfrac{5}{2}))能成立,

    (h(x)=cfrac{2-2x}{x^2})(xin(1,cfrac{5}{2})),需要求(h(x)_{min})

    (h'(x)=cfrac{(2-2x)'cdot x^2-(2-2x)cdot 2x}{(x^2)^2}=cfrac{2(x-2)}{x^3})

    (xin (1,2))时,(h'(x)<0)(h(x))单调递减,

    (xin (2,cfrac{5}{2}))时,(h'(x)>0)(h(x))单调递增,

    (h(x)_{min}=h(2)=-cfrac{1}{2}),故(t>-cfrac{1}{2})

    (tin (-cfrac{1}{2},+infty))

    【2018(cdot)太原模拟】【凤中2019理科资料微课时练习三的第6题】已知命题(p)(exists x_0in R)(e^{x_0}-mx_0=0),命题(q)(forall xin R)(x^2+mx+1ge 0),若(plor( eg q))为假命题,求实数(m)的取值范围。

    【解析】由复合命题真值表可知,(plor( eg q))为假命题,

    (p)( eg q)都为假命题,即(p)(q)真。

    先说命题(q)(forall xin R)(x^2+mx+1ge 0),为真命题,

    则属于恒成立命题,由(Delta=m^2-4leq 0),解得(-2leq mleq 2)

    (q)为真,则有(-2leq mleq 2)

    以下重点研究命题(p),而由题目可知,

    ( eg p)(forall xin R)(e^x-mx eq 0),为真命题。

    即方程(e^x-mx =0)无实根,此时准备分离参数:

    思路一:由不完全分离参数法,得到方程(mx= e^x) 无实根,

    即函数(y=e^x)和函数(y=mx)的图像没有交点。做出辅助图像如右所示,

    设直线(y=mx)与曲线(y=e^x)相切于点(P(x_0,y_0))

    (left{egin{array}{l}{m=e^{x_0}①}\{y_0=e^{x_0}②}\{y_0=mx_0③}end{array} ight.)

    (上述方程的来源是:从斜率相等角度,从切点在曲线上的角度,从切点在直线上的角度)

    解得切点坐标为(P(1,e))(m=e),即二者相切时的斜率为(e)

    故由图可知,两个函数图像没有交点时,(0leq m < e)

    思路二:由完全分离参数法,得到,方程(m=cfrac{e^x}{x})无实根,

    即函数(y=m)和函数(y=cfrac{e^x}{x})的图像没有交点。

    (g(x)=cfrac{e^x}{x}),下面用导数研究其单调性,定义域为((-infty,0)cup(0,+infty))

    (g'(x)=cfrac{e^xcdot x-e^xcdot 1}{x^2}=cfrac{e^x(x-1)}{x^2})

    (xin (-infty,0))时,(g'(x)<0)(g(x))单调递减,

    (xin (0,1))时,(g'(x)<0)(g(x))单调递减,

    (xin (1,+infty))时,(g'(x)>0)(g(x))单调递增,且(g(1)=cfrac{e^1}{1}=e)

    在同一个坐标系中做出函数(y=m)和函数(y=g(x))的图像,(做函数(g(x))的图像时务必要注意函数值的正负)

    由图像可知,两个函数图像没有交点时,(0 leq m < e)

    (e^x-mx eq 0)时,得到(0leq m<e),此时(p)为假,

    综上,(p)为假且(q)为真时,

    必有(left{egin{array}{l}{-2leq mleq 2}\{ 0leq m<e}end{array} ight.)

    (0leq mleq 2),即实数(m)的取值范围为([0,2])

    • 数学知识:①简单命题的真假判断;复合命题真值表;②函数与方程知识;方程(f(x)-g(x)=0)的根的个数;等于函数(h(x)=f(x)-g(x))的零点个数;也等于函数(y=f(x))与函数(y=g(x))的图像的交点个数;③导数法研究函数的单调性,做函数的简图;④求曲线的切线;列、解相关的方程组;

    • 数学经验:①将命题转化为恒成立和能成立命题;②数与形的不断转化;③分离参数的常用方法:

    • 本题拓展:①(exists xin R),使得方程(e^x-mx=0)有解,求参数(m)的取值范围。((-infty,0)cup [e,+infty))

    ②若方程(e^x-mx=0)的解集不是空集,求参数(m)的取值范围。((-infty,0)cup [e,+infty))

    ③用导数方法多练习这些函数的图像,(y=cfrac{e^x}{x})(y=xcdot e^x)(y=cfrac{lnx}{x})(y=xcdot lnx)

    ④函数(y=e^x)和函数(y=x+1)相切于点((0,1)),你能说明吗?

    ⑤注意函数(y=kx+1)(y=kx^2)(y=k|x|)中的(k)的作用。

    已知函数(f(x))的定义域为((a,b)),若(“exists x_0in (a,b),f(x_0)+f(-x_0) eq 0”)是假命题,则(f(a+b))=______________。

    分析:由题可知,(“forall x_0in (a,b),f(x_0)+f(-x_0)= 0”)是真命题,即(f(-x)=-f(x))

    即函数(f(x))是奇函数,则(a+b=0),即(f(a+b)=f(0)=0)

    对应练习

    已知命题(p:exists x_0in R)((m+1)(x_0^2+1)leq 0);命题(q:forall xin R)(x^2+mx+1>0)恒成立,若(pland q)为假命题,则实数(m)的取值范围是_________.

    分析:若(p)为真,则(mleq -1),若(q)为真,则(-2<m<2),则(pland q)为真时,(-2<mleq -1)

    (pland q)为假命题,则取上述结果的补集得到,((-infty,-2]cup(-1,+infty))

    教学研究

    命题(p:)(a^2<b^2),则(a<b);写出命题(p)的非命题;

    思考1:我们知道,由于(a^2<b^2),只能得到(|a|<|b|),不能得到(a<b),故命题(p)为假命题,

    那么其否定命题( eg p)应该为真命题;按照命题的否定的写法,

    ( eg p)应该为:若(a^2<b^2),则(ageqslant b),但是我们知道这个也是假命题;

    比如由(2^2<4^2),不能得到(2geqslant 4);说明这样的作法有问题;

    思考2:若这样来思考,之所以我们认为命题(p)为假命题,是因为我们认为,对任意的(a^2<b^2),都能得到(a<b)

    这是错误的,比如(2^2<(-3)^2),但是不能得到(2<-3),故为假命题;

    这样我们按照全称命题的否定形式得到,( eg p:) 存在实数(a)(b),虽然(a^2<b^2),但是(ageqslant b)成立;真命题;

    开语句:无法判断其真假含有变元的语句,如(x+2>0),开语句不是命题;

    但实际教学中我们碰到的绝大多数为假言命题,如“若(p(x)),则(q(x))”,其并不是开语句,而是全称命题,只不过用语言表达时省略了全称量词,

    如:若(x>3),则(x>5);即“任意大于(3)的实数都大于(5)”,而全称命题的否定是存在命题;

    故其否定不是:若(x>3),则(xleqslant 5);而是:存在实数(x),使得(x>3)(xleqslant 5);这显然是真命题。

    【2020届宝鸡质检3文理科第3题】命题“偶函数的图像关于(y)轴对称”的否定是【】

    $A.$所有偶函数的图像都不关于$y$轴对称
    $B.$不是偶函数的图像都关于$y$轴对称
    $C.$存在一个偶函数的图像不关于$y$轴对称
    $D.$存在一个偶函数的图像关于$y$轴对称

    分析:原命题的内涵是所有偶函数的图像关于(y)轴对称,是全称命题,故其否定是特称命题,

    则其否定是“存在一个偶函数的图像不关于(y)轴对称”,即选项(C)正确;

    解后反思:①对易错选项(A)的思考,

    有些学生认为,原命题可以改写为“如果一个函数是偶函数,则其图像关于(y)轴对称”,

    那么其否定应该是“如果一个函数是偶函数,则其图像不关于(y)轴对称”,

    即所有偶函数的图像都不关于(y)轴对称,则选项(A)正确,这个理解是错误的,

    (n)个偶函数为例,每一个函数关于(y)轴的对称情况,自然分为两种情形:对称和不对称,

    那么所有的情形应该有(2^n)种,则都关于(y)轴对称,只是其中的一种情形,

    都不关于(y)轴对称的情形,也只是其中的一种情形,

    那么要否定都关于(y)轴对称,其否定应该包含(2^n-1)种,

    即应该用不都关于(y)轴对称来否定,而不是用都不关于(y)轴对称来否定,

    这样选项(A)是错误的;

    我们也可以用“两个数都是偶数”的否定来理解,其反面包含一奇一偶,一偶一奇,两个奇数共三种情形(2^2-1)

    都不是偶数只包含两个奇数这一种情形,不都是偶数包含有一奇一偶,一偶一奇,两个奇数三种情形;

    ②偶函数的图像都关于(y)轴对称,真命题;关于(y)轴对称的都是偶函数,假命题;

    由于有些图形虽然关于(y)轴对称,但是其可能不是函数,比如(x^2+y^2=1),只能称作曲线,不能称作函数;

    若改写为关于(y)轴对称的函数都是偶函数,这时就是真命题;

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