高一数学 第2讲 充分必要条件及量词 学案 (pdf版,学生版+教师版)

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高一数学 第2讲 充分必要条件及量词 学案 (pdf版,学生版+教师版)

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第二讲 充分必要条件及量词
【考试要求】
1.理解必要条件、充分条件与充要条件的含义.
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.
【知识梳理】
1.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
2.全称量词和存在量词
(1)全称量词:“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,用符号“ ”
表示.
(2)存在量词:“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,用
符号“ ”表示.
3.全称命题、特称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
对 M中任意一个 x,有
全称命题 x∈M,p(x) x0∈M, p(x0)
p(x)成立
存在 M中的一个 x0,使
特称命题 x0∈M,p(x0) x∈M, p(x)
p(x0)成立
【基础自测】
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)当 q是 p的必要条件时,p是 q的充分条件.( √ )
(2)已知集合 A,B,则 A∪B=A∩B的充要条件是 A=B.( √ )
(3)“全等三角形的面积相等”是特称命题.( × )
(4)写特称命题的否定时,存在量词变为全称量词.( √ )
2.命题“ x∈R,x2+x+1>0”的否定是________.
答案 x0∈R,x20+x0+1≤0
3.“x-3=0”是“(x-3)(x-4)=0”的____________条件.(选填“充分不必要”“必要不
充分”“充要”“既不充分也不必要”)
答案 充分不必要
4.函数 f(x)=x2+mx+1的图象关于直线 x=1对称的充要条件是________.
答案 m=-2
5.(多选)下列命题的否定中,是全称命题且为真命题的有( )
A 1. x0∈R,x20-x0+ <0
4
B.所有的正方形都是矩形
C. x0∈R,x20+2x0+2=0
D.至少有一个实数 x,使 x3+1=0
答案 AC
x 11 -
解析 由条件可知:原命题为特称命题且为假命题,所以排除BD;又因为 x2-x+ = 2 2≥0,
4
x2+2x+2=(x+1)2+1>0,所以 AC均为特称命题且为假命题,故选 AC.
6.已知 p:x>a是 q:2答案 (-∞,2]
解析 由已知,可得{x|2a},∴a≤2.
【典型例题】
题型一 充分、必要条件的判定
1
1.“a< ”是“一元二次方程 x2-x+a=0有实数解”的( )
4
A.充分不必要条件 B.充要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分又不必要条件
【答案】A
1 1
【解析】当一元二次方程 x2-x+a=0有实数解,则Δ≥0,即 1-4a≥0,即 a≤ ,又“a< ”
4 4
1 1 1 1
能推出“a≤ ”,但“a≤ ”不能推出“a< ”,即“a< ”是“一元二次方程 x2-x+a
4 4 4 4
=0有实数解”的充分不必要条件,故选 A.
2.“a>2,b>2”是“a+b>4,ab>4”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 若 a>2,b>2,则 a+b>4,ab>4.
当 a=1,b=5时,满足 a+b>4,ab>4,但不满足 a>2,b>2,所以 a+b>4,ab>4 a>2,b>2,
故“a>2,b>2”是“a+b>4,ab>4”的充分不必要条件.
思维升华 充分条件、必要条件的两种判定方法
(1)定义法:根据 p q,q p进行判断,适用于定义、定理判断性问题.
(2)集合法:根据 p,q对应的集合之间的包含关系进行判断,多适用于条件中涉及参数范围
的推断问题.
跟踪训练 1
3.设 A,B,C是三个集合,则“A∩B=A∩C”是“B=C”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
【答案】B
【解析】由 A∩B=A∩C,不一定有 B=C,
反之,由 B=C,一定可得 A∩B=A∩C.
∴“A∩B=A∩C”是“B=C”的必要不充分条件.故选 B.
4.“x≠-1”是“x2-1≠0”的________条件.
【答案】必要不充分
【解析】由 x2-1≠0,x≠1且 x≠-1,
因为“x≠-1”是“x≠1且 x≠-1”的必要不充分条件,
所以“x≠-1”是“x2-1≠0”的必要不充分条件.
题型二 全称命题、特称命题的真假
5.以下四个命题既是特称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 1.两个无理数的和必是无理数 D.存在一个负数 x,使 >2
x
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既是特称命题又是真命题;C中因为 2+(- 2)=0不是无理数,所以 C是假命题;
D 1 1中对于任意一个负数 x,都有 <0,不满足 >2,所以 D是假命题.
x x
6.下列命题中是全称量词命题并且是真命题的是( )
A. x>1,x2-2x-3=0
B.若 2x为偶数,则 x∈N
C.所有菱形的四条边都相等
D.π是无理数
【答案】C
【解析】对于 A,是存在量词命题,故 A不正确;
对于 B,是真命题,但不是全称量词命题,故 B不正确;
对于 C,是全称量词命题,也是真命题,故 C正确;
对于 D,是真命题,但不是全称量词命题,故 D不正确,故选 C.
跟踪训练 2
7.下列存在量词命题是真命题的序号是________.
①有些不相似的三角形面积相等;
②存在实数 x,使 x2+2<0;
③存在实数 a,使函数 y=ax+b的值随 x的增大而增大;
④有一个实数的倒数是它本身.
【答案】①③④
【解析】①为真命题,只要找出等底等高的两个三角形,面积就相等,但不一定相似;②中
对任意 x∈R,x2+2>0,所以不存在实数 x,使 x2+2<0,为假命题;③中当实数 a大于 0时,
结论成立,为真命题;④中如 1的倒数是它本身,为真命题.故真命题的序号是①③④.
8.(多选)下列命题错误的是( )
A. x∈{-1,1},2x+1>0 B. x∈Q,x2=3
C. x∈R,x2-1>0 D. x∈N,|x|≤0
【答案】ABC
【解析】对于 A,x=-1时,不合题意,A错误;
对于 B,x=± 3,B错误;
对于 C,比如 x=0时,-1<0,C错误;D选项正确.
题型三 含有一个量词的命题的否定
9.设命题 p:所有正方形都是平行四边形,则 p为 ( )
A.所有正方形都不是平行四边形 B.有的平行四边形不是正方形
C.有的正方形不是平行四边形 D.不是正方形的四边形不是平行四边形
答案 C
解析 “所有”改为“存在”(或“有的”),“都是”改为“不都是”(或“不是”),即 p为有的正方形不
是平行四边形.
10.若命题 p: a,b∈R,方程 ax2+b=0恰有一解,则綈 p:________________.
【答案】 a,b∈R,方程 ax2+b=0无解或至少有两解
11.若命题 p的否定是“对所有正数 x, x>x+1”,则命题 p是____________________.
答案 x0∈(0,+∞), x0≤x0+1
思维升华 对全称命题、特称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.
12.(多选)下列命题的否定中,是全称量词命题且为真命题的有( )
A. x∈R,x2
1
-x+ <0
4
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
【答案】AC
【解析】命题的否定是全称量词命题,即原命题为存在量词命题,故排除 B.再根据命题的否
定为真命题,即原命题为假命题.又 D为真命题,故选 A、C.
题型四 求参数的取值范围
13.已知集合 A={x|-2≤x≤10},非空集合 B={x|1-m≤x≤1+m}.若 x∈A是 x∈B的必
要条件,求 m的取值范围.
解 由 A={x|-2≤x≤10}.
由 x∈A是 x∈B的必要条件,知 B A.
1-m≤1+m,
则 1-m≥-2, ∴0≤m≤3.
1+m≤10,
∴当 0≤m≤3时,x∈A是 x∈B的必要条件,
即所求 m的取值范围是[0,3].
若将本例中条件改为“若 x∈A是 x∈B的必要不充分条件”,求m的取值范围.
解 由 x∈A是 x∈B的必要不充分条件,知 B?A,
1-m≤1+m, 1-m≤1+m,
∴ 1-m≥-2, 或 1-m>-2,
1+m<10 1+m≤10,
解得 0≤m≤3或 0≤m<3,∴0≤m≤3,
故 m的取值范围是[0,3].
思维升华 充分条件、必要条件的应用,一般表现在参数问题的求解上.解题时需注意
(1)把充分条件、必要条件或充要条件转化为集合之间的关系,然后根据集合之间的关系列出
关于参数的不等式(或不等式组)求解.
(2)要注意区间端点值的检验.
14.已知集合 A={x|-2≤x≤5},B={x|m+1≤x≤2m-1},且 B≠ .
(1)若命题 p:“ x∈B,x∈A”是真命题,求 m的取值范围;
(2)命题 q:“ x∈A,x∈B”是真命题,求 m的取值范围.
【解析】(1)由于命题 p:“ x∈B,x∈A”是真命题,
所以 B A,B≠ ,
m 1 2m 1

所以 m 1 2 ,解得 2≤m≤3.

2m 1 5
(2)q为真,则 A∩B≠ ,因为 B≠ ,所以 m≥2.
m 1 5

所以 2m 1 2,解得 2≤m≤4.

m 2
跟踪训练 2
15.已知命题 p: x>0,x+a-1=0,若 p为假命题,则 a的取值范围是( )
A.{a|a<-1} B.{a|a≥1}
C.{a|a>1} D.{a|a≤-1}
【答案】B
【解析】∵p为假命题,
∴綈 p为真命题,即: x>0,x+a-1≠0,即 x≠1-a,
∴1-a≤0,则 a≥1.
∴a的取值范围是 a≥1,故选 B.
16.已知 A {x | y 1 x},B {x | x m 1},若 x A是 x B的必要条件,则m范围
是______.
【答案】 ( ,0]
【解析】由 A {x | y 1 x} x x 1 , B {x | x m 1}
又∵ x A是 x B的必要条件,∴ B A,
∴m 1 1,解得m 0,即m的取值范围是 ( ,0],
故答案为 ( ,0] .
【课堂小测】
1.“x=1是 x2-4x+3=0”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
【答案】A
【解析】若 x=1,则 x2-4x+3=0,是充分条件,
若 x2-4x+3=0,则 x=1或 x=3,不是必要条件.故选 A.
2.给出下列三个命题:
①对任意的 x∈R,x2>0;
②存在 x∈R,使得 x2≤x成立;
③对于集合 A,B,若 x∈A∩B,则 x∈A且 x∈B.
其中真命题的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
答案 C
解析 对于①,存在 x=0,使得 x2=0,故①是假命题;显然②③是真命题.
3.已知命题 p: x>0,x+a-1=0,若 p为假命题,则 a的取值范围是( )
A.{a|a<-1} B.{a|a≥1}
C.{a|a>1} D.{a|a≤-1}
【答案】B
【解析】∵p为假命题,
∴綈 p为真命题,即: x>0,x+a-1≠0,即 x≠1-a,
∴1-a≤0,则 a≥1.
∴a的取值范围是 a≥1,故选 B.
4.(多选)若-1A.1 B.2 C.3 D.4
答案 BCD
解析 -1∵x2-x-2<0是-2∴(-1,2)?(-2,a),∴a≥2.
∴实数 a的值可以是 2,3,4.
5.命题: x∈R,x2-x+1=0的否定是____________.
答案 x∈R,x2-x+1≠0.
解析 因为存在量词命题的否定是全称量词命题,
所以 x∈R,x2-x+1=0的否定是: x∈R,x2-x+1≠0.
6.已知条件 p:x<-1或 x>3,条件 q:x<-m+1或 x>m+1(m>0),若条件 p是条件 q的充
分不必要条件,则实数 m的取值范围是________.
答案 {m|0解析 由题意,设集合 A={x|x<-1或 x>3},B={x|<-m+1或 x>m+1},
因为条件 p是条件 q的充分不必要条件,即集合 A是集合 B的真子集,
-m+1≥-1, -m+1>-1,
所以 或 解得 m<2,
m+1<3 m+1≤3,
又 m>0,所以实数 m的取值范围是 0【课后作业】
1.设 a,b∈R,则“(a-b)a2<0”是“aA.充分不必要条件 B.充要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
答案 A
解析 由(a-b)a2<0可知 a2≠0,则一定有 a-b<0,即 aa=0,所以(a-b)a2<0不一定成立,故“(a-b)a2<0”是“a2.若命题 p: x∈R,2x2-1>0,则该命题的否定是 ( )
A. x0∈R,2x02-1<0 B. x∈R,2x2-1≥0
C. x0∈R,2x20-1≤0 D. x∈R,2x2-1<0
答案 C
解析 由题意,根据全称命题与特称命题的关系,可得命题 p: x∈R,2x2-1>0 的否定是
“ x0∈R,2x20-1≤0”.
3.已知 p:x≥k,q:x<-1或 x>2,如果 p是 q的充分不必要条件,则实数 k的取值范围是
( )
A.[2,+∞) B.(2,+∞) C.[1,+∞) D.(-∞,-1]
答案 B
解析 由 q:x<-1或 x>2,又 p是 q的充分不必要条件,所以 k>2,即实数 k的取值范围是(2,
+∞),故选 B.
1 1
4.(多选)给出四个条件:①xt2>yt2;②xt>yt;③x2>y2;④0<
x y
其中能成为 x>y的充分条件的有( )
A.① B.②
C.③ D.④
【答案】AD
【解析】①由 xt2>yt2可知 t2>0,所以 x>y,故 xt2>yt2 x>y;
②当 t>0时,x>y,当 t<0时,x<y,故 xt>yt x>y;
③由 x2>y2,得|x|>|y|,故 x2>y2 x>y;
1 1
④由 0< x>y.故选 A、D.
x y
5.命题“ x∈N,x2>1”的否定是________.
答案 x∈N,x2≤1
解析 由题意,根据存在量词命题与全称量词命题的关系可得,命题 “ x∈N,x2>1”的否
定为“ x∈N,x2≤1”.
6.若 x∈{-1,m} 3是-1≤x≤ 成立的充分不必要条件,则实数 m的取值范围是________.
2
-1 3,
答案 2
1 x 3 x { 1 m} 1 x 3解析 - ≤ ≤ ,由于 ∈ - , 是- ≤ ≤ 的充分不必要条件,结合集合元素的互异
2 2
3
-1,
性,得到 m∈ 2 .第二讲 充分必要条件及量词
【知识梳理】
1.充分条件、必要条件与充要条件的概念
若 p q,则 p是 q的 条件,q是 p的 条件
p是 q的 条件 p q且 q p
p是 q的 条件 p q且 q p
p是 q的 条件 p q
p是 q的 条件 p q且 q p
2.全称量词和存在量词
(1)全称量词:“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,用符号
“ ”表示.
(2)存在量词:“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,用
符号“ ”表示.
3.全称命题、特称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
对 M中任意一个 x,有
全称命题
p(x)成立
存在 M中的一个 x0,使
特称命题
p(x0)成立
【基础自测】
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)当 q是 p的必要条件时,p是 q的充分条件.( )
(2)已知集合 A,B,则 A∪B=A∩B的充要条件是 A=B.( )
(3)“全等三角形的面积相等”是特称命题.( )
(4)写特称命题的否定时,存在量词变为全称量词.( )
2.命题“ x∈R,x2+x+1>0”的否定是________.
3.“x-3=0”是“(x-3)(x-4)=0”的____________条件.(选填“充分不必要”“必要不
4.函数 y=x2+mx+1的图象关于直线 x=1对称的充要条件是________.
5.(多选)下列命题的否定中,是全称命题且为真命题的有( )
A 1. x0∈R,x02-x0+ <0 B.所有的正方形都是矩形
4
C. x0∈R,x20+2x0+2=0 D.至少有一个实数 x,使 x3+1=0
6.已知 p:x>a是 q:2【典型例题】
题型一 充分、必要条件的判定
1
1.“a< ”是“一元二次方程 x2-x+a=0有实数解”的( )
4
A.充分不必要条件 B.充要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分又不必要条件
2.“a>2,b>2”是“a+b>4,ab>4”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
跟踪训练 1
3.设 A,B,C是三个集合,则“A∩B=A∩C”是“B=C”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
4.“x≠-1”是“x2-1≠0”的________条件.
题型二 全称命题、特称命题的真假
5.以下四个命题既是特称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 1,使 >2
x
6.下列命题中是全称量词命题并且是真命题的是( )
A. x>1,x2-2x-3=0 B.若 2x为偶数,则 x∈N
C.所有菱形的四条边都相等 D.π是无理数
跟踪训练 2
7.下列存在量词命题是真命题的序号是________.
①有些不相似的三角形面积相等;
②存在实数 x,使 x2+2<0;
③存在实数 a,使函数 y=ax+b的值随 x的增大而增大;
④有一个实数的倒数是它本身.
8.(多选)下列命题错误的是( )
A. x∈{-1,1},2x+1>0 B. x∈Q,x2=3
C. x∈R,x2-1>0 D. x∈N,|x|≤0
题型三 含有一个量词的命题的否定
9.设命题 p:所有正方形都是平行四边形,则 p为 ( )
A.所有正方形都不是平行四边形 B.有的平行四边形不是正方形
C.有的正方形不是平行四边形 D.不是正方形的四边形不是平行四边形
10.若命题 p: a,b∈R,方程 ax2+b=0恰有一解,则綈 p:________________.
11.若命题 p的否定是“对所有正数 x, x>x+1”,则命题 p是____________________.
12.(多选)下列命题的否定中,是全称量词命题且为真命题的有( )
1
A. x∈R,x2-x+ <0 B.所有的正方形都是矩形
4
C. x∈R,x2+2x+2≤0 D.至少有一个实数 x,使 x3+1=0
题型四 求参数的取值范围
13.已知集合 A={x|-2≤x≤10},非空集合 B={x|1-m≤x≤1+m}.若 x∈A是 x∈B的必
要条件,求 m的取值范围.
14.已知集合 A={x|-2≤x≤5},B={x|m+1≤x≤2m-1},且 B≠ .
(1)若命题 p:“ x∈B,x∈A”是真命题,求 m的取值范围;
(2)命题 q:“ x∈A,x∈B”是真命题,求 m的取值范围.
跟踪训练 2
15.已知命题 p: x>0,x+a-1=0,若 p为假命题,则 a的取值范围是( )
A.{a|a<-1} B.{a|a≥1} C.{a|a>1} D.{a|a≤-1}
16.已知 A {x | y 1 x},B {x | x m 1},若 x A是 x B的必要条件,则m范围
是______.
【课堂小测】
1.“x=1是 x2-4x+3=0”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
2.给出下列三个命题:
①对任意的 x∈R,x2>0;
②存在 x∈R,使得 x2≤x成立;
③对于集合 A,B,若 x∈A∩B,则 x∈A且 x∈B.
其中真命题的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
3.已知命题 p: x>0,x+a-1=0,若 p为假命题,则 a的取值范围是( )
A.{a|a<-1} B.{a|a≥1} C.{a|a>1} D.{a|a≤-1}
4.(多选)若-1A.1 B.2 C.3 D.4
5.命题: x∈R,x2-x+1=0的否定是____________.
6.已知条件 p:x<-1或 x>3,条件 q:x<-m+1或 x>m+1(m>0),若条件 p是条件 q的充
分不必要条件,则实数 m的取值范围是________.
【课后作业】
1.设 a,b∈R,则“(a-b)a2<0”是“aA.充分不必要条件 B.充要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
2.若命题 p: x∈R,2x2-1>0,则该命题的否定是 ( )
A. x0∈R,2x20-1<0 B. x∈R,2x2-1≥0
C. x0∈R,2x20-1≤0 D. x∈R,2x2-1<0
3.已知 p:x≥k,q:x<-1或 x>2,如果 p是 q的充分不必要条件,则实数 k的取值范围是
( )
A.[2,+∞) B.(2,+∞) C.[1,+∞) D.(-∞,-1]
1 1
4.(多选)给出四个条件:①xt2>yt2;②xt>yt;③x2>y2;④0<
x y
其中能成为 x>y的充分条件的有( )
A.① B.② C.③ D.④
5.命题“ x∈N,x2>1”的否定是________.
6 3.若 x∈{-1,m}是-1≤x≤ 成立的充分不必要条件,则实数 m的取值范围是________.
2

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