常用逻辑用语知识例题梳理
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常用逻辑用语
一、知识要点梳理
知识点一:命题
1. 定义:
一般地,我们把用语言、符号或式子表达的,可以判断真假的语句叫做命题.
(1)命题由题设和结论两部分构成. 命题通常用小写英文字母表示,如p,q,r,m,n等.
(2)命题有真假之分,正确的命题叫做真命题,错误的命题叫做假命题. 数学中的定义、公理、定理等都是真命题
(3)命题“”的真假判定方式:
①若要判断命题“”是一个真命题,需要严格的逻辑推理;有时在推导时加上语气词“一定”能帮助判断。
如:一定推出.
②若要判断命题“”是一个假命题,只需要找到一个反例即可.
注意:“不一定等于3”不能判定真假,它不是命题.
2. 逻辑联结词:
“或”、“且”、“非”这些词叫做逻辑联结词.
(1)不含逻辑联结词的命题叫简单命题,由简单命题与逻辑联结词构成的命题叫复合命题.
(2)复合命题的构成形式:
①p或q;②p且q;③非p(即命题p的否定).
(3)复合命题的真假判断:
①当p、q同时为假时,“p或q”为假,其它情况时为真,可简称为“一真必真”;
②当p、q同时为真时,“p且q”为真,其它情况时为假,可简称为“一假必假”。
③“非p”与p的真假相反.
注意:
(1)逻辑连结词“或”的理解是难点,“或”有三层含义,以“p或q”为例:一是p成立且q不成立,二是p不成立但q成立,三是p成立且q也成立。
可以类比于集合中“或”. (2)“或”、“且”联结的命题的否定形式:
“p或q”的否定是“p且q”;“p且q”的否定是“p或q”.
(3)对命题的否定只是否定命题的结论;否命题,既否定题设,又否定结论。
知识点二:四种命题
1. 四种命题的形式:
用p和q分别表示原命题的条件和结论,用p和q分别表示p和q的否定,则四种命题的形式为:原命题:若p则q;逆命题:若q则p;
否命题:若p则q;逆否命题:若q则p.
2. 四种命题的关系
①原命题逆否命题.它们具有相同的真假性,是命题转化的依据和途径之一.
②逆命题否命题,它们之间互为逆否关系,具有相同的真假性,是命题转化的另一依据和途径.
除①、②之外,四种命题中其它两个命题的真伪无必然联系.
命题与集合之间可以建立对应关系,在这样的对应下,逻辑联结词和集合的运算具有一致性,命题的“且”、“或”、“非”恰好分别对应集合的“交”、“并”、“补”,因此,我们就可以从集合的角度进一步认识有关这些逻辑联结词的规定。
知识点三:充分条件与必要条件
1. 定义:
对于“若p则q”形式的命题:
①若p q,则p是q的充分条件,q是p的必要条件;
②若p q,但q p,则p是q的充分不必要条件,q是p的必要不充分条件;
③若既有p q,又有q p,记作p q,则p 是q的充分必要条件(充要条件).
2. 理解认知:
(1)在判断充分条件与必要条件时,首先要分清哪是条件,哪是结论;然后用条件推结论,
再用结论推条件,最后进行判断.
(2)充要条件即等价条件,也是完成命题转化的理论依据.“当且仅当”.“有且仅有”.
“必须且只须”.“等价于”“…反过来也成立”等均为充要条件的同义词语.
3. 判断命题充要条件的三种方法
(1)定义法:
(2)等价法:由于原命题与它的逆否命题等价,否命题与逆命题等价,因此,如果原
命题与逆命题真假不好判断时,还可以转化为逆否命题与否命题来判断.即利用
与;与;与的等价关系,对于条件或结论是不等关系(或否定式)的命题,一般运用等价法.
(3) 利用集合间的包含关系判断,比如A B可判断为A B;A=B可判断为A B,且
B A,即A B.
如图:
“”“,且”是的充分不必要条件.
“”“”是的充分必要条件.
知识点四:全称量词与存在量词
1. 全称量词与存在量词
全称量词及表示:表示全体的量词称为全称量词。
表示形式为“所有”、“任意”、“每一个”等,通常用符号“”表示,读作“对任意”。
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”可表示为“”,其中M为给定的集合,p(x)是关于x的命题. (II)存在量词及表示:表示部分的量称为存在量词。
表示形式为“有一个”,“存在一个”, “至少有一个”,“有点”,“有些”等,通常用符号“”表示,读作“存在”。
含有
存在量词的命题,叫做特称命题特称命题“存在M中的一个x,使p(x)成立”可表示
为“”,其中M为给定的集合,p(x)是关于x的命题.
2. 对含有一个量词的命题进行否定
(I)对含有一个量词的全称命题的否定
全称命题p:,他的否定:全称命题的否定是特称命题。
(II)对含有一个量词的特称命题的否定
特称命题p:,他的否定:特称命题的否定是全称命题。
注意:(1)命题的否定与命题的否命题是不同的.命题的否定只对命题的结论进行否定(否定一次),而命题的否命题则需要对命题的条件和结论同时进行否定(否定二次)。
(2)一些常见的词的否定:
规律方法指导
1. 解答命题及其真假判断问题时,首先要理解命题及相关概念,特别是互为逆否命题的真
假性一致.
2. 要注意区分命题的否定与否命题.
3. 要注意逻辑联结词“或”“且”“非”与集合中的“并”“交”“补”是相关的,将二
者相互对照可加深认识和理解.
4. 处理充要条件问题时,首先必须分清条件和结论。
对于充要条件的证明,必须证明充分
性,又要证明必要性;判断充要条件一般有三种方法:用集合的观点、用定义和利用命
题的等价性;求充要条件的思路是:先求必要条件,再证明这个必要条件是充分条件.
5. 特别重视数形结合思想与分类讨论思想的运用。
三、典型例题
一、题型一:命题、真命题、假命题的判断
1.例1:下列语句是命题的是( )
A.梯形是四边形B.作直线AB
C.x是整数D.今天会下雪吗
解:A
2、例2.下列说法正确的是( )
A.命题“直角相等”的条件和结论分别是“直角”和“相等”
B.语句“最高气温30 ℃时我就开空调”不是命题
C.命题“对角线互相垂直的四边形是菱形”是真命题
D.语句“当a>4时,方程x2-4x+a=0有实根”是假命题
解析:对于A,改写成“若p,则q”的形式应为“若有两个角是直角,则这两个角相等”;B所给语句是命题;C的反例可以是“用边长为3的等边三角形与底边为3,腰为2的等腰三角形拼成的四边形不是菱形”来说明.故选D.
变式练习:下列命题是真命题的是( )
A.{∅}是空集 B.{}
x∈N||x-1|<3是无限集
C.π是有理数 D.x2-5x=0的根是自然数
解析:选D. x2-5x=0的根为x1=0,x2=5,均为自然数.
二、题型二:复合命题的结构
例3将下列命题改写成“若p,则q”的形式,并判断命题的真假:
(1)6是12和18的公约数;
(2)当a>-1时,方程ax2+2x-1=0有两个不等实根;
(3)已知x、y为非零自然数,当y-x=2时,y=4,x=2.
解析:(1)若一个数是6,则它是12和18的公约数,是真命题.
(2)若a>-1,则方程ax2+2x-1=0有两个不等实根,是假命题.
因为当a=0时,方程变为2x-1=0,此时只有一个实根x=1 2 .
(3)已知x、y为非零自然数,若y-x=2,则y=4,x=2,是假命题.
三、题型三:命题真假判断中求参数范围
例4、已知p :x 2+mx +1=0有两个不等的负根,q :方程4x 2+4(m -2)x +1=0(m ∈R)无实根,求使p 为真命题且q 也为真命题的m 的取值范围.
解析:若p 为真,则⎩⎨
⎧
Δ=m 2
-4>0,
m >0,
解得m >2.
若q 为真,则Δ=16(m -2)2-16<0,解得1<m <3.
p 真,q 真,即⎩
⎨⎧
m >2,
1<m <3.
故m 的取值范围是(2,3).
变式练习:已知命题p :lg(x 2-2x -2)≥0;命题q :0<x <4,若命题p 是真命题,命题q 是假命题,求实数x 的取值范围.
解:命题p 是真命题,则x 2-2x -2≥1,
∴x ≥3或x ≤-1,
命题q 是假命题,则x ≤0或x ≥4. ∴x ≥4或x ≤-1.
四、题型四:四种命题的等价关系及真假判断
例5.命题“若△ABC 有一内角为π
3
,则△ABC 的三内角成等差数列”的逆命题( )
A .与原命题同为假命题
B .与原命题的否命题同为假命题
C .与原命题的逆否命题同为假命题
D .与原命题同为真命题
解析:选D. 原命题显然为真,
原命题的逆命题为“若△ABC 的三内角成等差数列,则△ABC 有一内角为π
3
”,它是真命
题. 故选D.
例6.命题“若f (x )是奇函数,则f (-x )是奇函数”的否命题是( )
A .若f (x )是偶函数,则f (-x )是偶函数
B .若f (x )不是奇函数,则f (-x )不是奇函数
C .若f (-x )是奇函数,则f (x )是奇函数
D .若f (-x )不是奇函数,则f (x )不是奇函数 答案: B 例7..给出下列命题:
①命题“若b 2-4ac <0,则方程ax 2+bx +c =0(a ≠0)无实根”的否命题;
②命题“△ABC中,AB=BC=CA,那么△ABC为等边三角形”的逆命题;
③命题“若a>b>0,则3
a>
3
b>0”的逆否命题;
④“若m>1,则mx2-2(m+1)x+(m-3)>0的解集为R”的逆命题.
其中真命题的序号为________.
解析:①否命题:若b2-4ac≥0,则方程ax2+bx+c=0(a≠0)有实根,真命题;
②逆命题:若△ABC为等边三角形,则AB=BC=CA,真命题;
③因为命题“若a>b>0,则3
a>
3
b>0”是真命题,故其逆否命题为真命题;
④逆命题:若mx2-2(m+1)x+(m-3)>0的解集为R,则m>1,假命题.
所以应填①②③.
变式练习.若命题p的逆命题是q,命题q的否命题是r,则p是r的( )
A.逆命题B.逆否命题
C.否命题D.以上判断都不对
解析:选B. 命题p:若x,则y,其逆命题q:若y,则x,那么命题q的否命题r:若非y,则非x,所以p是r的逆否命题.所以选B.
五、题型五:问题的逆否证法
例8.判断命题“若m>0,则方程x2+2x-3m=0有实数根”的逆否命题的真假.
解:∵m>0,
∴12m>0,∴12m+4>0.
∴方程x2+2x-3m=0的判别式
Δ=12m+4>0.
∴原命题“若m>0,则方程x2+2x-3m=0有实数根”为真命题.
又因原命题与它的逆否命题等价,所以“若m>0,则方程x2+2x-3m=0有实数根”的逆否命题也为真命题.
六、题型六:判断条件关系及求参数范围
例9.“x=2kπ+π
4
(k∈Z)”是“tan x=1”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:当x=2kπ+π
4
时,tan x=1,
而tan x=1得x=kπ+π4
,
所以“x=2kπ+π
4
”是“tan x=1”成立的充分不必要条件.故选A.
例10、设A 是B 的充分不必要条件,C 是B 的必要不充分条件,D 是C 的充要条件,则D 是
A 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
解析: 由题意得: 故D 是A 的必要不充分条件
例11.已知条件p :-1≤x ≤10,q :x 2-4x +4-m 2≤0(m >0)不变,若非p 是非q 的必要而不充分条件,如何求实数m 的取值范围?
解:p :-1≤x ≤10.
q :x 2-4x +4-m 2≤0
⇔[x -(2-m )][x -(2+m )]≤0(m >0) ⇔2-m ≤x ≤2+m (m >0).
因为非p 是非q 的必要而不充分条件, 所以p 是q 的充分不必要条件,
即{x |-1≤x ≤10}{x |2-m ≤x ≤2+m },
故有⎩⎨
⎧
2-m ≤-12+m >10
或⎩⎨
⎧
2-m <-12+m ≥10
,
解得m ≥8.
所以实数m 的范围为{m |m ≥8}.
变式练习1:已知条件:p :y =lg(x 2+2x -3)的定义域,条件q :5x -6>x 2,则q 是p 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. p :x 2+2x -3>0,则x >1或x <-3;
q :5x -6>x 2,即x 2-5x +6<0, 由小集合⇒大集合,
∴q ⇒p ,但p q .故选A.
变式练习2 已知p :1
2
≤x ≤1,q :a ≤x ≤a +1,若p 的必要不充分条件是q ,求实数a 的取
值范围.
解析:q 是p 的必要不充分条件,
则p ⇒q 但q ⇒/p .
∵p :1
2≤x ≤1,q :a ≤x ≤a +1.
∴a +1≥1且a ≤12,即0≤a ≤1
2.
∴满足条件的a 的取值范围为⎣
⎢⎡
⎦⎥⎤0,12.
七、充要条件的论证
例12、求证:0≤a <4
5是不等式ax 2-ax +1-a >0对一切实数x 都成立的充要条件.
证明:充分性:∵0<a <4
5
,
∴Δ=a 2-4a (1-a )=5a 2-4a =a (5a -4)<0, 则ax 2-ax +1-a >0对一切实数x 都成立. 而当a =0时,不等式ax 2-ax +1-a >0可变成1>0.
显然当a =0时,不等式ax 2-ax +1-a >0对一切实数x 都成立. 必要性:∵ax 2-ax +1-a >0对一切实数x 都成立,
∴a =0或⎩⎨⎧
a >0,
Δ=a 2
-4a 1-a <0.
解得0≤a <4
5
.
故0≤a <4
5
是不等式ax 2-ax +1-a >0对一切实数x 都成立的充要条件.
八、命题真假值的判断
例13.如果命题“p ∨q ”与命题“非p ”都是真命题,那么( ) A .命题p 不一定是假命题 B .命题q 一定为真命题 C .命题q 不一定是真命题 D .命题p 与命题q 的真假相同
解析:选B.“p ∨q ”为真,则p 、q 至少有一个为真.非p 为真,则p 为假,∴q 是真命题.
变式练习:判断由下列命题构成的p ∨q ,p ∧q ,非p 形式的命题的真假:
(1)p :负数的平方是正数,q :有理数是实数; (2)p :2≤3,q :3<2;
(3)p :35是5的倍数,q :41是7的倍数.
解:(1)p 真,q 真,∴p ∨q 为真命题,p ∧q 为真命题,非p 为假命题;
(2)p 真,q 假,∴p ∨q 为真命题,p ∧q 为假命题,非p 为假命题; (3)p 真,q 假,∴p ∨q 为真命题,p ∧q 为假命题,非p 为假命题.
九、命题的否定与否命题
例14.命题“若a <b ,则2a <2b ”的否命题为________,命题的否定为________. 解析:命题“若a <b ,则2a <2b ”的否命题为“若a ≥b ,则2a ≥2b ”,
命题的否定为“若a <b ,则2a ≥2b ”.
例15:(1)已知命题p :若12x ≤≤,则21
32
x x >-+0,命题p 的否定为:___________________.
答案:若12x ≤≤,则221
32032
x x x x -+=-+≤0 或 .(注意要全盘否定)
(2)命题“若2
1x =,则1x =”的否定是__________________.
答案:2.若21
x ,则x不一定等于1.
变式练习1:“a≥5且b≥3”的否定是____________;
“a≥5或b≤3”的否定是____________.
解:a<5或b<3 a<5且b>3
变式练习2: (2010年高考安徽卷) 命题“对任何x∈R,|x-2|+|x-4|>3”的否定是________.
解:存在x∈R,使得|x-2|+|x-4|≤3
变式练习3.写出下列命题的否定,然后判断其真假:
(1)p:方程x2-x+1=0有实根;
(2)p:函数y=tan x是周期函数;
(3)p:∅⊆A;
(4)p:不等式x2+3x+5<0的解集是∅.
解析:
题号判断p的真假非p的形式判断非p的真假
(1)假方程x2-x+1=0无实数根真
(2)真函数y=tan x不是周期函数假
(3)真∅ A 假
(4)真不等式x2+3x+5<0的解集不是∅假
十、全称命题与特称命题相关小综合题
例15.指出下列命题中哪些是全称命题,哪些是特称命题,并判断真假:
(1)若a>0,且a≠1,则对任意实数x,a x>0.
(2)对任意实数x1,x2,若x1<x2,则tan x1<tan x2.
(3)∃T0∈R,使|sin(x+T0)|=|sin x|.
(4)∃x0∈R,使x20+1<0.
解析:(1)(2)是全称命题,(3)(4)是特称命题.
(1)∵a x>0(a>0且a≠1)恒成立,∴命题(1)是真命题.
(2)存在x1=0,x2=π,x1<x2,
但tan 0=tan π,∴命题(2)是假命题.
(3)y=|sin x|是周期函数,π就是它的一个周期,
∴命题(3)是真命题.
(4)对任意x 0∈R ,x 20+1>0. ∴命题(4)是假命题.
例16.若命题p :∀x ∈R ,ax 2+4x +a ≥-2x 2+1是真命题,则实数a 的取值范围是( ) A .a ≤-3或a >2 B .a ≥2 C .a >-2
D .-2<a <2
解析:依题意:ax 2+4x +a ≥-2x 2+1恒成立,
即(a +2)x 2+4x +a -1≥0恒成立, 所以有:⎩⎨
⎧
a +2>0,
16-4a +2a -1≤0
⇔⎩⎨⎧
a >-2,a 2
+a -6≥0⇔a ≥2.
所以选B
变式练习1: 已知命题p :∃x 0∈R ,tan x 0=3;命题q :∀x ∈R ,x 2-x +1>0,则命题“p 且q ”是________命题.(填“真”或“假”)
解析: 当x 0=
π
3
时,tan x 0=3, ∴命题p 为真命题;
x 2
-x +1=⎝
⎛⎭⎪⎫x -122+34>0恒成立, ∴命题q 为真命题, ∴“p 且q ”为真命题. 所以填:真
变式练习2: 已知命题p :∃x ∈R ,使tan x =1,命题q :x 2-3x +2<0的解集是{x |1<x <2},下列结论:①命题“p ∧q ”是真命题;②命题“p ∧¬q ”是假命题;③命题“¬p ∨q ”是真命题;④命题“¬p ∨¬q ”是假命题,其中正确的是( )
A .②③
B .①②④
C .①③④
D .①②③④
解析: 当x =
π
4
时,tan x =1,∴命题p 为真命题. 由x 2-3x +2<0得1<x <2,∴命题q 为真命题. ∴p ∧q 为真,p ∧¬q 为假,¬p ∨q 为真,¬p ∨¬q 为假. 所以选 D
十一、综合训练典型题
例17.设命题p :实数x 满足x 2-4ax +3a 2<0,其中a >0,命题q :实数x 满足⎩⎨⎧
x 2-x -6≤0,x 2+2x -8>0.
(1)若a =1,且p ∧q 为真,求实数x 的取值范围;
(2)非p 是非q 的充分不必要条件,求实数a 的取值范围.
解:(1)由x 2-4ax +3a 2<0得
(x -3a )(x -a )<0.
又a >0,所以a <x <3a ,
当a =1时,1<x <3,
即p 为真命题时,实数x 的取值范围是1<x <3.
由⎩⎨⎧ x 2-x -6≤0,x 2+2x -8>0. 解得⎩⎨⎧ -2≤x ≤3,x <-4或x >2.即2<x ≤3.
所以q 为真时实数x 的取值范围是2<x ≤3.
若p ∧q 为真,则⎩
⎨⎧ 1<x <32<x ≤3⇔2<x <3, 所以实数x 的取值范围是(2,3).
(2)非p 是非q 的充分不必要条件,
即非p ⇒非p 且非q 非q .
设A ={x |x ≤a 或x ≥3a },B ={x |x ≤2或x >3},
则A B .
所以0<a ≤2且3a >3,即1<a ≤2.
所以实数a 的取值范围是(1,2].
例18.若∀x ∈R ,函数f (x )=mx 2+x -m -a 的图象和x 轴恒有公共点,求实数a 的取值范围.
解析: (1)当m =0时,f (x )=x -a 与x 轴恒相交,所以a ∈R ;
(2)当m ≠0时,二次函数f (x )=mx 2+x -m -a 的图象和x 轴恒有公共点的充要条件是Δ=1+4m (m +a )≥0恒成立,
即4m 2+4am +1≥0恒成立.
又4m 2+4am +1≥0是一个关于m 的二次不等式,恒成立的充要条件是Δ=(4a )2-16≤0,解得-1≤a ≤1.
综上所述,当m =0时,a ∈R ;
当m ≠0,a ∈[-1,1].
变式练习1:已知函数f (x )=x 2-2x +5.
(1)是否存在实数m ,使不等式m +f (x )>0对于任意x ∈R 恒成立,并说明理由.
(2)若存在一个实数x 0,使不等式m -f (x 0)>0成立,求实数m 的取值范围.
解析: (1)不等式m +f (x )>0可化为m >-f (x ),
即m >-x 2+2x -5=-(x -1)2-4.
要使m >-(x -1)2-4对于任意x ∈R 恒成立,
只需m >-4即可.
故存在实数m ,使不等式m +f (x )>0对于任意x ∈R 恒成立,此时只需m >-4.
(2)若m -f (x 0)>0,
∴m >f (x 0).
∵f (x 0)=x 20-2x 0+5=(x 0-1)2+4≥4.
∴m >4.
变式练习2:已知命题p :函数y =x 2+2(a 2-a )x +a 4-2a 3在[-2,+∞)上单调递增.q :关于x 的不等式ax 2-ax +1>0解集为R .若p ∧q 假,p ∨q 真,求实数a 的取值范围.
解析: ∵函数y =x 2+2(a 2-a )x +a 4-2a 3
=[x +(a 2-a )]2-a 2,在[-2,+∞)上单调递增,
∴-(a 2-a )≤-2,
即a 2-a -2≥0,解得a ≤-1或a ≥2.
即p :a ≤-1或a ≥2
由不等式ax 2-ax +1>0的解集为R 得⎩⎨⎧ a ≥0Δ<0,
即⎩⎨⎧ a ≥0-a 2-4a <0
解得0≤a <4
∴q :0≤a <4.
∵p ∧q 假,p ∨q 真.
∴p 与q 一真一假.
∴p 真q 假或p 假q 真,
即⎩⎨⎧ a ≤-1或a ≥2a <0或a ≥4或⎩⎨⎧ -1≤a <2,0≤a <4.
∴a≤-1或a≥4或0≤a<2.
所以实数a的取值范围是(-∞,-1]∪[0,2)∪[4,+∞).。