高考数学一轮复习 第一章 集合与常用逻辑用语 2 第2讲 命题及其关系、充分条件与必要条件教学案
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第2讲命题及其关系、充分条件与必要条件
1.命题
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.2.四种命题及其关系
(1)四种命题间的相互关系
(2)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;
②两个命题为互逆命题或互否命题,它们的真假性没有关系.
3.充分条件、必要条件与充要条件的概念
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)“x2+2x-3<0”是命题.( )
(2)命题“若p,则q”的否命题是“若p,则﹁q”.( )
(3)若原命题为真,则这个命题的否命题、逆命题、逆否命题中至少有一个为真.( )
(4)当q是p的必要条件时,p是q的充分条件.( )
(5)q不是p的必要条件时,“p⇒/q”成立.( )
答案:(1)×(2)×(3)√(4)√(5)√
[教材衍化]
1.(选修2-1P12A组T2改编)命题“若x2>y2,则x>y”的逆
否命题是________,是________命题(填“真”或“假”)解析:根据原命题和逆否命题的条件和结论的关系得命题“若x2>y2,则x>y”的逆否命题是“若x≤y,则x2≤y2”.
答案:若x≤y,则x2≤y2假
2.(选修2-1P12A组T3改编)设x∈R,则“2-x≥0”是“(x -1)2≤1”的________条件.
解析:2-x≥0,则x≤2,(x-1)2≤1,则-1≤x-1≤1,即0≤x≤2,据此可知,“2-x≥0”是“(x-1)2≤1”的必要不充分条件.
答案:必要不充分
[易错纠偏]
(1)命题的条件与结论不明确;
(2)对充分必要条件判断错误.
1.命题“若a2+b2=0,a,b∈R,则a=b=0”的逆否命题是________.
答案:若a≠0或b≠0,a,b∈R,则a2+b2≠0
2.条件p:x>a,条件q:x≥2.
(1)若p是q的充分不必要条件,则a的取值范围是________;
(2)若p是q的必要不充分条件,则a的取值范围是________.
解析:设A={x|x>a},B={x|x≥2},
(1)因为p是q的充分不必要条件,
所以A B,所以a≥2;
(2)因为p是q的必要不充分条件,
所以B A,所以a<2.
答案:(1)a≥2(2)a<2
四种命题的相互关系及真假判断
(1)(2020·浙江重点中学模拟)已知命题p:“正数a的平方不等于0”,命题q:“若a不是正数,则它的平方等于0”,则q是p的( )
A.逆命题B.否命题
C.逆否命题D.否定
(2)(2020·温州模拟)命题“若x2+y2=0,x,y∈R,则x=y =0”的逆否命题是( )
A.若x≠y≠0,x,y∈R,则x2+y2=0
B.若x=y≠0,x,y∈R,则x2+y2≠0
C.若x≠0且y≠0,x,y∈R,则x2+y2≠0
D.若x≠0或y≠0,x,y∈R,则x2+y2≠0
【解析】(1)命题p:“正数a的平方不等于0”可写成“若a是正数,则它的平方不等于0”,从而q是p的否命题,故选B.
(2)将原命题的条件和结论否定,并互换位置即可.由x=y=0知x=0且y=0,其否定是x≠0或y≠0.
【答案】(1)B (2)D
(1)写一个命题的其他三种命题时需关注2点
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.
[提醒] 四种命题的关系具有相对性,一旦一个命题定为原命题,相应的也就有了它的“逆命题”“否命题”“逆否命题”.
(2)判断命题真假的2种方法
①直接判断:判断一个命题为真命题,要给出严格的推理证明;
说明一个命题是假命题,只需举出一个反例即可.
②间接判断: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.
1.命题“若a 2>b 2,则a >b ”的否命题是( )
A .若a 2>b 2,则a ≤b
B .若a 2≤b 2,则a ≤b
C .若a ≤b ,则a 2>b 2
D .若a ≤b ,则a 2≤b 2
解析:选B.根据命题的否命题若“﹁p ,则﹁q ”知选B.
2.下列命题中为真命题的是( )
A .命题“若x >1,则x 2>1”的否命题
B .命题“若x >y ,则x >|y |”的逆命题
C .命题“若x =1,则x 2+x -2=0”的否命题
D .命题“若1x
>1,则x >1”的逆否命题 解析:选B.对于A ,命题“若x >1,则x 2
>1”的否命题为“若
x ≤1,则x 2≤1”,易知当x =-2时,x 2=4>1,故为假命题;对于B ,命题“若x >y ,则x >|y |”的逆命题为“若x >|y |,则x >y ”,分析可知为真命题;对于C ,命题“若x =1,则x 2
+x -2=0”的否命题为“若x ≠1,则x 2+x -2≠0”,易知当x =-2时,
x 2+x -2=0,故为假命题;对于D ,命题“若1x
>1,则x >1”的逆否命题为“若x ≤1,则1x
≤1”,易知为假命题,故选B. 充分条件、必要条件的判断(高频考点)
充分条件、必要条件的判断是高考命题的热点,常以选择题的形式出现,作为一个重要载体,考查的知识面很广,几乎涉及数学
知识的各个方面.主要命题角度有:
(1)判断指定条件与结论之间的关系;
(2)与命题的真假性相交汇命题.
角度一 判断指定条件与结论之间的关系
(1)(2019·高考浙江卷)设a >0,b >0,则“a +b ≤4”是“ab ≤4”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
(2)(2018·高考浙江卷)已知平面α,直线m ,n 满足m ⊄α,n ⊂α,则“m ∥n ”是“m ∥α”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】 (1)通解:因为a >0,b >0,所以a +b ≥2ab ,由a +b ≤4可得2ab ≤4,解得ab ≤4,所以充分性成立;当ab ≤4
时,取a =8,b =13
,满足ab ≤4,但a +b >4,所以必要性不成立,所以“a +b ≤4”是“ab ≤4”的充分不必要条件.故选A.
优解:在同一坐标系内作出函数b =4-a ,b =4a
的图象,如图,则不等式a +b ≤4与ab ≤4表示的平面区域分别是直线a +b =4及
其左下方(第一象限中的部分)与曲线b =4a
及其左下方(第一象限中的部分),易知当a +b ≤4成立时,ab ≤4成立,而当ab ≤4成立时,a +b ≤4不一定成立.故选A.
(2)若m ⊄α,n ⊂α,m ∥n ,由线面平行的判定定理知m ∥α.
若m∥α,m⊄α,n⊂α,不一定推出m∥n,直线m与n可能异面,故“m∥n”是“m∥α”的充分不必要条件.故选A.
【答案】(1)A (2)A
角度二与命题的真假性相交汇命题
(2020·杭州模拟)下列有关命题的说法正确的是( ) A.“x=-1”是“x2-5x-6=0”的必要不充分条件
B.p:A∩B=A;q:A B,则p是q的充分不必要条件
C.已知数列{a n},若p:对于任意的n∈N*,点P n(n,a n)都在直线y=2x+1上;q:{a n}为等差数列,则p是q的充要条件D.“x<0”是“ln(1+x)<0”的必要不充分条件
【解析】选项A:当x=-1时,x2-5x-6=0,所以x=-1是x2-5x-6=0的充分条件,故A错.
选项B:因为A∩B=A⇒/A B(如A=B),
而A B⇒A∩B=A,从而p⇒/q,q⇒p,
所以p是q的必要不充分条件,故B错.
选项C:因为P n(n,a n)在直线y=2x+1上.
所以a n=2n+1(n∈N*),
则a n+1-a n=2(n+1)+1-(2n+1)=2,
又由n的任意性可知数列{a n}是公差为2的等差数列,即p⇒q.
但反之则不成立,如:令a n=n,则{a n}为等差数列,但点(n,n)不在直线y=2x+1上,从而q⇒/p.
从而可知p是q的充分不必要条件,故C错.
选项D:利用充分条件和必要条件的概念判断.因为ln(x+1)<0⇔0<x+1<1⇔-1<x<0,所以“x<0”是“ln(x+1)<0”的必要不充分条件.故D正确.
【答案】 D
判断充要条件的3种常用方法
(1)定义法:直接判断若p 则q 、若q 则p 的真假.
(2)等价法:利用A ⇒B 与﹁B ⇒﹁A ,B ⇒A 与﹁A ⇒﹁B ,A ⇔B 与﹁B ⇔﹁A 的等价关系,对于条件或结论是否定式的命题,一般运用等价法.
(3)利用集合间的包含关系判断:若A ⊆B ,则A 是B 的充分条件或B 是A 的必要条件;若A =B ,则A 是B 的充要条件.
[提醒] 判断充要条件需注意3点
(1)要分清条件与结论分别是什么.
(2)要从充分性、必要性两个方面进行判断.
(3)直接判断比较困难时,可举出反例说明.
1.(2020·杭州市富阳二中高三开学检测)若a ,b 为实数,则
“ 3a <3b
”是“1|a |>1|b |”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:选D.根据题意,若“3a <3b ”,则有a <b ,而“1|a |>1|b |
”不一定成立,如a =-3,b =1;若“1|a |>1|b |
”,则有|a |<|b |,“3a <3b ”不一定成立,如a =1,b =-3,故“3a <3b
”是“1|a |>1|b |”的既不充分也不必要条件.
2.(2020·“超级全能生”高考浙江省联考)已知函数f (x )=
sin x ,x ∈[0,2π),则“f (x )≥0”是“f (x 2)≥0”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:选B.由f (x )≥0⇒x ∈[0,π],由f (x 2)≥0⇒x 2∈[0,
π]⇒x ∈[0,π],
因为[0,π]⊆[0,π],由集合性质可知为必要不充分条件. 充分条件、必要条件的应用
(1)已知p :|x +1|>2,q :x >a ,且﹁p 是﹁q 的充分不必要条件,则a 的取值范围是( )
A .a ≤1
B .a ≤-3
C .a ≥-1
D .a ≥1 (2)已知P ={x |x 2-8x -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)由|x +1|>2,解得x >1或x <-3,
因为﹁p 是﹁q 的充分不必要条件,所以q 是p 的充分不必要条件,
从而可得(a ,+∞)是(-∞,-3)∪(1,+∞)的真子集, 所以a ≥1,故选D.
(2)由x 2
-8x -20≤0,得-2≤x ≤10,
所以P ={x |-2≤x ≤10},
由x ∈P 是x ∈S 的必要条件,知S ⊆P .
则⎩⎪⎨⎪⎧1-m ≤1+m ,1-m ≥-2,1+m ≤10,所以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)D (2)[0,3]
(变问法)本例(2)条件不变,若“x ∈﹁P ”是“x ∈﹁S ”的必要不充分条件,求实数m 的取值范围.
解:由例题知P ={x |-2≤x ≤10},
因为“x ∈﹁P ”是“x ∈﹁S ”的必要不充分条件,
所以P ⇒S 且S ⇒/ P .
所以[-2,10][1-m ,1+m ].
所以⎩⎪⎨⎪⎧1-m ≤-2,1+m >10或⎩
⎪⎨⎪⎧1-m <-2,1+m ≥10. 所以m ≥9,即m 的取值范围是[9,+∞).
利用充要条件求参数应关注2点
(1)巧用转化求参数: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)端点取值慎取舍:在求参数范围时,要注意边界或区间端点值的检验,从而确定取舍.
[提醒] 含有参数的问题,要注意分类讨论.
(2020·金华一模)已知命题p :实数m 满足m 2+
12a 2<7am (a >0),命题q :实数m 满足方程x 2
m -1+y 2
2-m =1表示焦点
在y 轴上的椭圆.若p 是q 的充分不必要条件,则a 的取值范围为________.
解析:由a >0,m 2-7am +12a 2
<0,得3a <m <4a ,即命题p :3a <m <4a ,a >0.
由x 2
m -1+y 2
2-m =1表示焦点在y 轴上的椭圆,
可得2-m >m -1>0,解得1<m <32
, 即命题q :1<m <32
. 因为p 是q 的充分不必要条件,所以⎩
⎪⎨⎪⎧3a ≥14a ≤32, 解得13≤a ≤38
, 所以实数a 的取值范围是⎣⎢⎡⎦
⎥⎤13,38. 答案:⎣⎢⎡⎦
⎥⎤13,38 [基础题组练]
1.下列命题是真命题的是( )
A .若1x =1y
,则x =y B .若x 2=1,则x =1 C .若x =y ,则x =y D .若x <y ,则x 2<y 2
解析:选A.由1x =1y
得x =y ,A 正确;由x 2=1得x =±1,B 错误;
由x =y ,x ,y 不一定有意义,C 错误;由x <y 不一定能得到x 2<y 2,如x =-2,y =-1,D 错误,故选A.
2.命题“若x >1,则x >0”的逆否命题是( )
A .若x ≤0,则x ≤1
B .若x ≤0,则x >1
C .若x >0,则x ≤1
D .若x <0,则x <1
解析:选A.依题意,命题“若x >1,则x >0”的逆否命题是“若x ≤0,则x ≤1”,故选A.
3.设a ,b 是实数,则“a +b >0”是“ab >0”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:选D.特值法:当a =10,b =-1时,a +b >0,ab <0,故a +b >0⇒/ ab >0;当a =-2,b =-1时,ab >0,但a +b <0,所以ab >0⇒/ a +b >0.故“a +b >0”是“ab >0”的既不充分也不必要条件.
4.(2020·金华市东阳二中高三调研)若“0<x <1”是“(x -a )[x -(a +2)]≤0”的充分不必要条件,则实数a 的取值范围是
( )
A .[-1,0]
B .(-1,0)
C .(-∞,0]∪[1,+∞)
D .(-∞,-1]∪[0,+∞)
解析:选A.由(x -a )[x -(a +2)]≤0得a ≤x ≤a +2,
要使“0<x <1”是“(x -a )[x -(a +2)]≤0”的充分不必要条件,则⎩
⎪⎨⎪⎧a +2≥1a ≤0,所以-1≤a ≤0. 5.(2020·杭州中学高三月考)已知a ,b ∈R ,条件p :“a >b ”,条件q :“2a >2b
-1”,则p 是q 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:选A.由条件p:“a>b”,再根据函数y=2x是增函数,可得2a>2b,所以2a>2b-1,故条件q:“2a>2b-1”成立,故充分性成立.
但由条件q:“2a>2b-1”成立,不能推出条件p:“a>b”成立,例如由20>20-1成立,不能推出0>0,故必要性不成立.故p 是q的充分不必要条件,故选A.
6.已知a,b∈R,则使|a|+|b|>4成立的一个充分不必要条件是( )
A.|a|+|b|≥4
B.|a|≥4
C.|a|≥2且|b|≥2
D.b<-4
解析:选D.由b<-4可得|a|+|b|>4,但由|a|+|b|>4得不到b<-4,如a=1,b=5.
7.已知直线l,m,其中只有m在平面α内,则“l∥α”是“l∥m”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:选B.当l∥α时,直线l与平面α内的直线m平行、异面都有可能,所以l∥m不一定成立;当l∥m时,根据直线与平面平行的判定定理知直线l∥α,即“l∥α”是“l∥m”的必要
不充分条件,故选B.
8.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,则“sin A >sin B”是“a>b”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:选C.设△ABC外接圆的半径为R,若sin A>sin B,则
2R sin A>2R sin B,即a>b;若a>b,则a
2R >
b
2R
,即sin A>sin
B,所以在△ABC中,“sin A>sin B”是“a>b”的充要条件,故选C.
9.设向量a=(1,x-1),b=(x+1,3),则“x=2”是“a∥b”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:选A.依题意,注意到a∥b的充要条件是1×3=(x-1)(x +1),即x=±2.因此,由x=2可得a∥b,“x=2”是“a∥b”的充分条件;由a∥b不能得到x=2,“x=2”不是“a∥b”的必要条件,故“x=2”是“a∥b”的充分不必要条件,选A.
10.下列选项中,p是q的必要不充分条件的是( )
A.p:x=1,q:x2=x
B.p:|a|>|b|,q:a2>b2
C.p:x>a2+b2,q:x>2ab
D.p:a+c>b+d,q:a>b且c>d
解析:选D.A中,x=1⇒x2=x,x2=x⇒x=0或x=1⇒/ x=1,故p是q的充分不必要条件;B中,因为|a|>|b|,根据不等式的
性质可得a2>b2,反之也成立,故p是q的充要条件;C中,因为a2+b2≥2ab,由x>a2+b2,得x>2ab,反之不成立,故p是q的充分不必要条件;D中,取a=-1,b=1,c=0,d=-3,满足a+c>b+d,但是a<b,c>d,反之,由同向不等式可加性得a>b,c>d⇒a +c>b+d,故p是q的必要不充分条件.综上所述,故选D.
11.对于原命题:“已知a、b、c∈R,若ac2>bc2,则a>b”,以及它的逆命题、否命题、逆否命题,真命题的个数为________.解析:原命题为真命题,故逆否命题为真;
逆命题:若a>b,则ac2>bc2为假命题,故否命题为假命题,所以真命题个数为2.
答案:2
12.函数f(x)=x2+mx+1的图象关于直线x=1对称的充要条件是________.
解析:已知函数f(x)=x2-2x+1的图象关于直线x=1对称,则m=-2;反之也成立.所以函数f(x)=x2+mx+1的图象关于直线x=1对称的充要条件是m=-2.
答案:m=-2
13已知α:x≥a,β:|x-1|<1.若α是β的必要不充分条件,则实数a的取值范围为________.
解析:α:x≥a,可看作集合A={x|x≥a},
因为β:|x-1|<1,所以0<x<2,
所以β可看作集合B={x|0<x<2}.
又因为α是β的必要不充分条件.
所以B A,所以a≤0.
答案:(-∞,0]
14.设平面α与平面β相交于直线m ,直线a 在平面α内,直线b 在平面β内,且b ⊥m ,则“a ⊥b ”是“α⊥β”的________条件(只填充分不必要、必要不充分、充分必要,既不充分也不必要).
解析:因为α⊥β,b ⊥m ,所以b ⊥α,又直线a 在平面α内,所以a ⊥b ;又直线a ,m 不一定相交,所以“a ⊥b ”是“α⊥β”的必要不充分条件.
答案:必要不充分
15.若命题“ax 2
-2ax -3>0不成立”是真命题,则实数a 的取值范围是________.
解析:由题意知ax 2-2ax -3≤0恒成立,当a =0时,-3≤0成立;当a ≠0
时,得⎩⎪⎨⎪⎧a <0,Δ=4a 2+12a ≤0,解得-3≤a <0,故-3≤a ≤0.
答案:[-3,0]
16.已知p :⎪⎪⎪⎪⎪⎪1-x -13≤2,q :1-m ≤x ≤1+m (m >0),且綈p 是綈q 的必要而不充分条件,则实数m 的取值范围为________.
解析:法一:由⎪⎪⎪⎪
⎪⎪1-x -13≤2,得-2≤x ≤10, 所以綈p 对应的集合为{x |x >10或x <-2},
设A ={x |x >10或x <-2}.
1-m ≤x ≤1+m (m >0),
所以綈q 对应的集合为{x |x >m +1或x <1-m ,m >0},
设B ={x |x >m +1或x <1-m ,m >0}.
因为﹁p 是﹁q 的必要而不充分条件,所以B A ,
所以⎩⎪⎨⎪⎧m >0,1-m ≤-2,1+m ≥10,
且不能同时取得等号.
解得m ≥9,所以实数m 的取值范围为[9,+∞).
法二:因为﹁p 是﹁q 的必要而不充分条件,
所以q 是p 的必要而不充分条件.
即p 是q 的充分而不必要条件,
因为q 对应的集合为{x |1-m ≤x ≤1+m ,m >0},
设M ={x |1-m ≤x ≤1+m ,m >0},
又由⎪
⎪⎪⎪⎪⎪1-x -13≤2,得-2≤x ≤10, 所以p 对应的集合为{x |-2≤x ≤10},
设N ={x |-2≤x ≤10}.
由p 是q 的充分而不必要条件知N M ,
所以⎩⎪⎨⎪⎧m >0,1-m ≤-2,1+m ≥10,
且不能同时取等号,解得m ≥9.
所以实数m 的取值范围为[9,+∞).
答案:[9,+∞)
17.给出下列命题:
①已知集合A ={1,a },B ={1,2,3},则“a =3”是“A ⊆B ”的充分不必要条件;
②“x <0”是“ln(x +1)<0”的必要不充分条件;
③“函数f (x )=cos 2ax -sin 2
ax 的最小正周期为π”是“a =1”的充要条件;
④“平面向量a 与b 的夹角是钝角”的充要条件是“a·b <0”.其中正确命题的序号是________.(把所有正确命题的序号都写上)
解析:①因为“a =3”可以推出“A ⊆B ”,但“A ⊆B ”不能推出“a =3”,所以“a =3”是“A ⊆B ”的充分不必要条件,故①正确;②“x <0”不能推出“ln(x +1)<0”,但“ln(x +1)<0”可以推出“x <0”,所以“x <0”是“ln(x +1)<0”的必要不充分条件,故②正确;③f (x )=cos 2ax -sin 2ax =cos 2ax ,若其最小正
周期为π,则2π2|a |
=π⇒a =±1,因此“函数f (x )=cos 2ax -sin 2ax 的最小正周期为π”是“a =1”的必要不充分条件,故③错误;④“平面向量a 与b 的夹角是钝角”可以推出“a·b <0”,但由“a·b <0”,得“平面向量a 与b 的夹角是钝角或平角”,所以“a·b <0”是“平面向量a 与b 的夹角是钝角”的必要不充分条件,故④错误.正确命题的序号是①②.
答案:①②
[综合题组练]
1.设θ∈R ,则“⎪⎪⎪⎪⎪⎪θ-π12<π12”是“sin θ<12”的( )
A .充分而不必要条件
B .必要而不充分条件
C .充要条件
D .既不充分也不必要条件
解析:选A.因为⎪
⎪⎪⎪⎪⎪θ-π12<π12⇔-π12<θ-π12<π12⇔0<θ<
π6, sin θ<12⇔θ∈⎝
⎛⎭⎪⎫2k π-7π6,2k π+π6,k ∈Z , ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π6⎝
⎛⎭⎪⎫2k π-7π6,2k π+π6,k ∈Z , 所以“⎪⎪⎪⎪
⎪⎪θ-π12<π12”是“sin θ<12”的充分而不必要条件. 2.已知集合A =⎩⎨⎧⎭
⎬⎫x ⎪⎪⎪12<2x <8,x ∈R ,B ={x |-1<x <m +1,x ∈R },若x ∈B 成立的一个充分不必要条件是x ∈A ,则实数m 的取值范围是________.
解析:因为A =⎩⎨⎧⎭
⎬⎫x ⎪⎪⎪12<2x <8,x ∈R ={x |-1<x <3},x ∈B 成立的一个充分不必要条件是x ∈A ,
所以A B ,所以m +1>3,即m >2.
答案:m >2
3.已知函数f (x )在(-∞,+∞)上是增函数,a ,b ∈R ,对命题“若a +b ≥0,则f (a )+f (b )≥f (-a )+f (-b )”.
(1)写出否命题,判断其真假,并证明你的结论;
(2)写出逆否命题,判断其真假,并证明你的结论.
解:(1)否命题:已知函数f (x )在(-∞,+∞)上是增函数,a ,b ∈R ,若a +b <0,则f (a )+f (b )<f (-a )+f (-b ).该命题是真命题,证明如下:
因为a +b <0,所以a <-b ,b <-a .
又因为f (x )在(-∞,+∞)上是增函数.所以f (a )<f (-b ),
f (b )<f (-a ),因此f (a )+f (b )<f (-a )+f (-b ),所以否命题为真命题.
(2)逆否命题:已知函数f (x )在(-∞,+∞)上是增函数,a ,b ∈R ,若f (a )+f (b )<f (-a )+f (-b ),则a +b <0.
真命题,可通过证明原命题为真来证明它.
因为a +b ≥0,所以a ≥-b ,b ≥-a ,
因为f (x )在(-∞,+∞)上是增函数,
所以f (a )≥f (-b ),f (b )≥f (-a ),
所以f (a )+f (b )≥f (-a )+f (-b ),
故原命题为真命题,所以逆否命题为真命题.
4.已知两个关于x 的一元二次方程mx 2-4x +4=0和x 2
-4mx +4m 2-4m -5=0,求两方程的根都是整数的充要条件.
解:因为mx 2-4x +4=0是一元二次方程,
所以m ≠0.
又另一方程为x 2-4mx +4m 2-4m -5=0,且两方程都要有实根,
所以⎩⎪⎨⎪⎧Δ1=16(1-m )≥0,Δ2=16m 2-4(4m 2-4m -5)≥0, 解得m ∈⎣⎢⎡⎦
⎥⎤-54,1. 因为两方程的根都是整数,
故其根的和与积也为整数,
所以⎩⎪⎨⎪⎧4m
∈Z ,
4m ∈Z ,4m 2-4m -5∈Z . 所以m 为4的约数.
又因为m ∈错误!,
所以m =-1或1.
当m =-1时,第一个方程x 2
+4x -4=0的根为非整数; 而当m =1时,两方程的根均为整数,
所以两方程的根均为整数的充要条件是m =1.
5.已知p :x 2-7x +12≤0,q :(x -a )(x -a -1)≤0.
(1)是否存在实数a ,使﹁p 是﹁q 的充分不必要条件,若存在,求实数a 的取值范围;若不存在,请说明理由.
(2)是否存在实数a ,使p 是q 的充要条件,若存在,求出a 的值;若不存在,请说明理由.
解:因为p :3≤x ≤4,q :a ≤x ≤a +1.
(1)因为﹁p 是﹁q 的充分不必要条件,
所以﹁p ⇒﹁q ,且﹁q ⇒/﹁p ,所以q ⇒p ,且p ⇒/ q , 即q 是p 的充分不必要条件,
故{x |a ≤x ≤a +1}{x |3≤x ≤4},
所以⎩⎪⎨⎪⎧a >3,a +1≤4或⎩⎪⎨⎪⎧a ≥3,a +1<4,无解, 所以不存在实数a ,使﹁p 是﹁q 的充分不必要条件.
(2)若p 是q 的充要条件,则{x |a ≤x ≤a +1}={x |3≤x ≤4},所以⎩⎪⎨⎪⎧a =3,a +1=4,
解得a =3.
故存在实数a =3,使p 是q 的充要条件.。