全称量词命题与存在量词命题的否定
基础知识
1.命题的否定
(1)定义:对命题p加以否定,就得到一个新的命题,记作“¬p”,读作“非p”或“p的否定”.
(2)结论:如果一个命题是真命题,那么这个命题的否定就应该是假命题;反之亦然. 2.存在量词命题的否定 存在量词命题p ∃x∈M,p(x) 3.全称量词命题的否定 全称量词命题q ∀x∈M,q(x) 1.命题“∀x∈R,|x|+x2≥0”的否定是( C ) A.∀x∈R,|x|+x2<0 B.∀x∈R,|x|+x2≤0 C.∃x∈R,|x|+x2<0 D.∃x∈R,|x|+x2≥0
解析:命题“∀x∈R,|x|+x2≥0”是全称量词命题,其否定为存在量词命题,所以命题的否定是∃x∈R,|x|+x2<0.
2.“∃m,n∈Z,使得m2=n2+2 020”的否定是( C ) A.∀m,n∈Z,使得m2=n2+2 020 B.∃m,n∈Z,使得m2≠n2+2 020 C.∀m,n∈Z,有m2≠n2+2 020 D.以上都不对
解析:命题“∃m,n∈Z,使得m2=n2+2 020”是存在量词命题,其否定为全称量词命题,所以命题的否定是∀m,n∈Z,有m2≠n2+2 020. 3.设命题p:∀x∈(-1,1),|x|<1,则¬p为( B ) A.∃x∈(-1,1),|x|<1 C.∀x∈(-1,1),|x|≥1
B.∃x∈(-1,1),|x|≥1 D.∀x∉(-1,1),|x|≥1
¬q __∃x∈M,¬q(x)__ 结论 全称量词命题的否定是存在量词命题 ¬p __∀x∈M,¬p(x)__ 结论 存在量词命题的否定是全称量词命题 解析:命题p是全称量词命题,其否定¬p为∃x∈(-1,1),|x|≥1.
4.设命题p:有些三角形是直角三角形,则¬p为__任意三角形不是直角三角形__. 解析:命题p是存在量词命题,¬p为任意三角形不是直角三角形. 5.命题“∃x<1使得x2≥1”是__真__命题.(选填“真”或“假”)
类型 存在量词命题的否定 ┃┃典例剖析__■
典例1 写出下列存在量词命题的否定,并判断其真假. (1)p:存在x∈R,2x+1≥0; 1
(2)q:存在x∈R,x2-x+<0;
4(3)r:有些分数不是有理数.
思路探究:把存在量词改为全称量词,然后否定结论. 解析:(1)任意x∈R,2x+1<0,为假命题. 1
(2)任意x∈R,x2-x+≥0.
4
11
因为x2-x+=(x-)2≥0,是真命题.
42(3)一切分数都是有理数,是真命题. 归纳提升:1.存在量词命题否定的步骤
(1)改变量词:把存在量词换为恰当的全称量词.
(2)否定结论:原命题中的“有”“存在”等更改为“没有”“不存在”等. 2.存在量词命题否定的真假判断
存在量词命题的否定是全称量词命题,其真假性与存在量词命题相反;要说明一个存在量词命题是真命题,只需要找到一个实例即可. ┃┃对点训练__■
1.将本例(2)改为:q:存在x∈R,x2-x-1<0,写出它的否定,并判断真假. 解析:任意x∈R,x2-x-1≥0.
15
因为x2-x-1=(x-)2-,所以不能判断其值大于等于零,为假命题.
24类型 全称量词命题的否定 ┃┃典例剖析__■
典例2 写出下列全称量词命题的否定: (1)任何一个平行四边形的对边都平行; (2)∀a∈R,方程x2+ax+2=0有实数根;
(3)∀a,b∈R,方程ax=b都有唯一解; (4)∀n∈N,n2≤2n.
思路探究:把全称量词改为存在量词,然后否定结论. 解析:(1)存在一个平行四边形,它的对边不都平行. (2)∃a∈R,方程x2+ax+2=0没有实数根. (3)∃a,b∈R,使方程ax=b的解不唯一或不存在. (4)∃n∈N,n2>2n.
归纳提升:1.全称量词命题否定的步骤
(1)改变量词:把全称量词换为恰当的存在量词.
(2)否定结论:原命题中的“是”“成立”等改为“不是”“不成立”等. 2.全称量词命题否定的真假判断方法
全称量词命题的否定是存在量词命题,其真假性与全称量词命题相反;要说明一个全称量词命题是假命题,只需举一个反例即可. ┃┃对点训练__■
2.写出下列全称量词命题的否定,并判断所得命题的真假: (1)p:∀x∈{-2,-1,0,1,2},|x-2|≥2; (2)q:∀x∈R,x3+1≠0; (3)r:所有分数都是有理数.
解析:(1)¬p:∃x∈{-2,-1,0,1,2},
|x-2|<2.例如当x=2时,|x-2|=0<2,¬p是真命题. (2)¬q:∃x∈R,x3+1=0.
例如当x=-1时,x3+1=0,所以¬q是真命题.
(3)¬r:存在一个分数不是有理数.由r是真命题可知¬r是假命题. 易混易错警示 写命题的否定时忽略隐含的量词 ┃┃典例剖析__■
典例3 写出下列命题的否定: (1)可以被5整除的数,末位数字是0; (2)能被3整除的数,也能被4整除.
错因探究:本题易忽略命题中存在的隐含量词,如“可以被5整除的数”实际上含有全称量词“任何一个”,注意要在否定时改为“存在”.事实上,对于(1),通常会错解为“可以被5整除的数,末位数字不是0”,而原命题为假命题,错解中命题的否定也是假命题,故此
命题的否定错误;(2)的易错点与(1)相仿,易错解为“能被3整除的数,不能被4整除”. 解析:(1)省略了全称量词“任何一个”,命题的否定为:存在可以被5整除的数,末位数字不是0.
(2)省略了全称量词“所有”,命题的否定为:存在一个能被3整除的数,不能被4整除. 误区警示:由于全称量词往往省略不写,因此在写这类命题的否定时,必须找出其中省略的全称量词,写成“∀x∈m,p(x)”的形式,再把它的否定写成“∃x∈M,¬p(x)”的形式.要学会挖掘命题中隐含的量词,注意把握每一个命题的实质,写出命题的否定后可以结合它们的真假性(一真一假)进行验证.
学科核心素养 全称量词命题、存在量词命题为假命题时求参数问题 ┃┃典例剖析__■
已知命题p为假命题求参数的值或取值范围时,通常等价转化为¬p是真命题后,再求参数的值或取值范围.
(1)存在量词命题为真命题求参数范围(值)的问题,常以一次函数、二次函数等为载体进行考查,一般在题目中会出现“恒成立”等词语.解决此类问题,可构造函数,利用数形结合法求参数范围(值),也可用分离参数法求参数范围(值).
(2)存在量词命题为真命题求参数范围(值)的问题中常出现“存在”等词语,对于此类问题,通常是假设存在满足条件的参数,然后分离参数,并利用条件求参数范围(值). 典例4 已知命题p:“∃x∈R,x2-2x+m≤0”是假命题,求实数m的取值范围. 思路探究:命题p的否定¬p一定为真命题,可以通过分离参数法,转化为不等式恒成立问题,通过求最值得出m的取值范围;也可以利用二次函数的图像和性质转化为Δ与0的关系,解不等式求解.
解析:方法一:¬p:∀x∈R,x2-2x+m>0,是真命题, 即m>-x2+2x=-(x-1)2+1,x∈R恒成立, 设函数y=-(x-1)2+1,由二次函数的性质知, 当x=1时,y最大值=1,∴m>y最大值=1, 即实数m的取值范围是(1,+∞).
方法二:¬p:∀x∈R,x2-2x+m>0,是真命题, 设函数y=x2-2x+m,由二次函数的图像和性质知,
只需方程x2-2x+m=0的根的判别式Δ<0,即4-4m<0,得m>1,即实数m的取值范围是(1,+∞).
课堂检测·固双基
1.命题“存在实数x,使x>1”的否定是( C ) A.对任意实数x,都有x>1 B.不存在实数x,使x≤1 C.对任意实数x,都有x≤1 D.存在实数x,使x≤1
解析:命题“存在实数x,使x>1”的否定是“对任意实数x,都有x≤1”. 2.命题“对任意x∈R,都有x2+2x+3>0”的否定为( A ) A.存在x∈R,使得x2+2x+3≤0 B.对任意x∈R,都有x2+2x+3≤0 C.存在x∈R,使得x2+2x+3>0 D.不存在x∈R,使得x2+2x+3≤0
解析:命题的否定为“存在x∈R,使得x2+2x+3≤0”. 3.“∀x>0,x2+1>|x+1|”的否定是__∃x>0,使x2+1≤|x+1|__.
解析:根据含有量词的命题的否定的规则,可以写出:∃x>0,使x2+1≤|x+1|.
4.对于二次函数y=ax2+bx+c(a≠0),命题“对于任意a>0,二次函数y=ax2+bx+c的图像开口向上”的否定是__存在一个a>0,使二次函数y=ax2+bx+c的图像开口向下__. 5.写出下列命题的否定,并判断所得命题的真假. (1)p:不论m取何实数,方程3x2-2x+m=0必有实数根; (2)q:存在一个实数x,使得x2+x+1≤0; (3)r:等圆的面积相等,周长相等.
解析:(1)全称量词命题p:∀m∈R,方程3x2-2x+m=0有实数根,该命题的否定是存在量词命题,¬p:∃m∈R,使得方程3x2-2x+m=0没有实数根. 1
当Δ<0,即m>时,方程没有实数根,所以¬p是真命题.
3(2)命题q的否定是全称量词命题¬q:∀x∈R,x2+x+1>0. 13
易知(x+)2+>0恒成立,所以¬q是一个真命题.
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(3)命题r的否定是¬r:存在一对等圆,其面积不相等或周长不相等.由平面几何知识知¬r是一个假命题.
A级 基础巩固
一、单选题(每小题5分,共25分)
1.命题“对任意x∈R,都有|x+1|+|x-2|≥3”的否定为( A ) A.存在x∈R,使得|x+1|+|x-2|<3
B.对任意x∈R,都有|x+1|+|x-2|<3 C.存在x∈R,使得|x+1|+|x-2|≥3 D.不存在x∈R,使得|x+1|+|x-2|<3
解析:命题的否定为“存在x∈R,使得|x+1|+|x-2|<3”.
2.已知全集U=R,A⊆U,B⊆U,如果p:a∈(A∪B),那么“¬p”是( D ) A.a∈A C.a∉(A∩B)
B.a∈∁UB
D.a∈[(∁UA)∩(∁UB)]
解析:“p或q”的否定是“非p且非q”,所以“a∈(A∪B)”的否定为“a∉A且a∉B”,即“a∈[(∁UA)∩(∁UB)]”.
3.命题“∀x∈R,∃n∈N*,使得n≥2x+1”的否定是( D ) A.∀x∈R,∃n∈N*,使得n<2x+1 B.∀x∈R,∀n∈N*,使得n<2x+1 C.∃x∈R,∃n∈N*,使得n<2x+1 D.∃x∈R,∀n∈N*,使得n<2x+1
解析:将“∀x∈R”改为“∃x∈R”,“∃n∈N*”改为“∀n∈N*”,“ n≥2x+1”改为“n<2x+1”即可.
1
4.若x是不为零的实数,则命题∀m∈[0,1],x+≥2m的否定形式是( D )
x1
A.∀m∈[0,1],x+<2m
x1
B.∃m∈[0,1],x+≥2m
x
1
C.∃m∈(-∞,0)∪(1,+∞),x+≥2m
x1
D.∃m∈[0,1],x+<2m
x
11
解析:∀m∈[0,1],x+≥2m的否定是∃m∈[0,1],x+<2m,全称量词命题的否定是换量词,
xx否结论,不改变条件.故选D.
5.若命题“∃x0∈R,x20+2mx0+m+2<0”为假命题,则m的取值范围是( C ) A.(-∞,-1]∪[2,+∞) C.[-1,2]
B.(-∞,-1)∪(2,+∞) D.(-1,2)
2
解析:依题意得:∀x0∈R,x20+2mx0+m+2≥0,Δ=(2m)-4(m+2)≤0
解得:-1≤m≤2,即m∈[-1,2]. 二、填空题(每小题5分,共15分)
26.“∃x0∈R,x20+2x0+2≤0”的否定是__∀x∈R,x+2x+2>0__.
解析:这是一个存在量词命题,其否定为全称量词命题,故该命题的否定为∀x∈R,x2+2x+2>0.
7.静宁一中开展小组合作学习模式,高一某班某组王小一同学给组内王小二同学出题如下:若命题“∃x∈R,x2+2x+m≤0”是假命题,求m的取值范围.王小二略加思索,反手给了王小一一道题:若命题“∀x∈R,x2+2x+m>0”是真命题,求m的取值范围.你认为,两位同学所出的题中m的取值范围是否一致?__是__(填“是”或“否”)
解析:原命题是假命题,则该命题的否定是真命题,所以两位同学所出的题中m的取值范围是一致的.
8.已知非空集合M,P,则下列条件中,能得到命题“M⊆P”是假命题的是__④__. ①∀x∈M,x∉P; ②∀x∈P,x∈M;
③∃x1∈M,x1∈P且x2∈M,x2∉P; ④∃x∈M,x∉P.
解析:M⊆P等价于∀x∈M,x∈P,因为“M⊆P”是假命题,所以其否定为∃x∈M,x∉P,它是真命题,故能得到“M⊆P”是假命题的条件是∃x∈M,x∉P.故只有④符合条件. 三、解答题(共20分)
9.(10分)命题p:存在x>a,使得2x+a<3.若命题p为假命题,求实数a的取值范围. 解析:命题p为假命题,则¬p:任意的x>a,都有2x+a≥3为真命题.由此可得2a+a≥3,即a≥1.所以实数a的取值范围是[1,+∞).
10.(10分)命题p是“对任意实数x,有x-a>0或x-b≤0”.其中a,b是常数. (1)写出命题p的否定;
(2)a,b满足什么条件时,命题p的否定为真?
解析:(1)根据全称量词命题的否定是存在量词命题可知,¬p:∃x∈R, 满足x-a≤0且x-b>0.
x-a≤0,(2)由得bx-b>0,所以当a>b时,命题p的否定为真.