江苏专用2022版高考数学总复习第一章集合与常用逻辑用语不等式第二节命题及其关系充分条件与必要条件练习含解析
展开第二节 命题及其关系、充分条件与必要条件
学习要求:1.理解命题的概念.
2.了解“若p,则q”形式的命题及其逆命题、否命题与逆否命题,会分析四种命题间的相互关系.
3.理解必要条件、充分条件与充要条件的意义.
1.命题的概念
在数学中用语言、符号或式子表达的,可以① 判断真假 的陈述句叫做命题,其中② 判断为真 的语句叫做真命题,③ 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:
(i)两个命题互为逆否命题,它们有⑦ 相同 的真假性;
(ii)两个命题互为逆命题或互为否命题,它们的真假性⑧ 没有关系 .
▶提醒 在判断命题之间的关系时,要先分清命题的条件与结论,再比较每个命题的条件与结论之间的关系.要注意四种命题关系的相对性.
3.充分条件与必要条件
(1)若p⇒q,则p是q的⑨ 充分 条件,q是p的⑩ 必要 条件.
(2)若p⇒q,且q⇒/p,则p是q的 充分不必要 条件.
(3)若p⇒/q,且q⇒p,则p是q的 必要不充分 条件.
(4)若p⇔q,则p是q的 充要 条件.
(5)若p⇒/q,且q⇒/p,则p是q的 既不充分也不必要 条件.
▶提醒 不能将“若p,则q”与“p⇒q”混为一谈,只有“若p,则q”为真命题时,才有“p⇒q”.
知识拓展
从集合的角度理解充分条件与必要条件
若p以集合A的形式出现,q以集合B的形式出现,即A={x|p(x)},B={x|q(x)},则关于充分条件、必要条件又可以叙述为:
(1)若A⊆B,则p是q的充分条件;
(2)若A⊇B,则p是q的必要条件;
(3)若A=B,则p是q的充要条件;
(4)若A⫋B,则p是q的充分不必要条件;
(5)若A⫌B,则p是q的必要不充分条件;
(6)若A⊈B且A⊉B,则p是q的既不充分也不必要条件.
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“✕”).
(1)“x2-3x+2=0”是命题. ( )
(2)一个命题的逆命题与否命题,它们的真假没有关系. ( )
(3)命题“若p不成立,则q不成立”等价于“若q成立,则p成立”.( )
(4)若p是q成立的充分条件,则q是p成立的必要条件. ( )
(5)命题“若p,则q”的否命题是“若p,则¬q”. ( )
(6)一个命题非真即假. ( )
答案 (1)✕ (2)✕ (3)√ (4)√ (5)✕ (6)√
2.“若x>1,则x>0”的否命题是 ( )
A.若x>1,则x≥0 B.若x≤1,则x>0
C.若x≤1,则x≤0 D.若x<1,则x<0
答案 C
3.当命题“若p,则q”为真时,下列命题中一定为真的是 ( )
A.若q,则p
B.若¬p,则¬q
C.若¬q,则¬p
D.若p,则¬q
答案 C
4.(新教材人教A版必修第一册P34复习参考题1T5改编)已知a>0,b>0,则“ab>1”是“a+b>2”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 已知a>0,b>0,
充分性:
若ab>1,因为a2+b2≥2ab,所以(a+b)2≥4ab,所以(a+b)2>4,所以a+b>2;
必要性:
若a+b>2,则当a=3,b=13时,ab=1,所以必要性不成立.
因此“ab>1”是“a+b>2”的充分不必要条件.
5.(易错题)“lnx<0”是“x<1”的 ( )
A.必要不充分条件
B.充分不必要条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
答案 B 因为lnx<0,所以0
易错分析 本题容易忽视x的取值范围.
命题及其相互关系
典例1 (多选题)下列命题为真命题的是 ( )
A.“若xy=1,则lgx+lgy=0”的逆命题;
B.“若a·b=a·c,则a⊥(b-c)”的逆否命题;
C.“若b≤0,则方程x2-2bx+b2+b=0有实根”的否命题;
D.“等边三角形的三个内角均为60°”的逆命题.
答案 ACD
名师点评
1.写一个命题的其他三种命题时,需注意:
(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,则写其他三种命题时需保留大前提.
2.(1)判断一个命题为真命题,要给出推理证明;判断一个命题是假命题,只需举出反例.
(2)根据“原命题与逆否命题同真同假,逆命题与否命题同真同假”这一性质,当一个命题直接判断不易时,可间接判断.
1.[2021年1月“八省(市)联考”]关于x的方程x2+ax+b=0,有下列四个命题:
甲:x=1是该方程的根; 乙:x=3是该方程的根;
丙:该方程两根之和为2; 丁:该方程两根异号.
如果只有一个假命题,则该命题是 ( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
答案 A 若甲是假命题,则乙、丙、丁是真命题,则x1=3,x2=-1,符合.若乙是假命题,则甲、丙、丁是真命题,则x1=1,x2=1,两根不异号,不符合.若丙是假命题,则甲、乙、丁是真命题,x1=1,x2=3,两根不异号,不符合.若丁是假命题,则甲、乙、丙是真命题,则x1=1,x2=3,两根和不为2,不符合.综上可知,选A.
2.(多选题)下列命题为真命题的是 ( )
A.“若log2a>0,则函数f(x)=logax(a>0,a≠1)在其定义域内是减函数”是真命题;
B.命题“若a=0,则ab=0”的否命题是“若a≠0,则ab≠0”;
C.命题“若x,y都是偶数,则x+y也是偶数”的逆命题为真命题;
D.命题“若a∈M,则b∉M”与命题“若b∈M,则a∉M”等价.
答案 BD
充分条件、必要条件的判断
1.(2020四川达州高三第三次诊断性测试)已知条件p:a>b,条件q:a2>b2,则p是q的 ( )
A.充分必要条件
B.充分不必要条件
C.必要不充分条件
D.既不充分也不必要条件
答案 D 当a=1,b=-2时,a2
即(a-b)(a+b)>0,
所以a>b且a+b>0或a 故选D.
2.(2020北京,9,4分)已知α,β∈R,则“存在k∈Z使得α=kπ+(-1)kβ”是
“sinα=sinβ”的 ( )
A.充分而不必要条件
B.必要而不充分条件
C.充分必要条件
D.既不充分也不必要条件
答案 C (1)充分性:已知存在k∈Z使得α=kπ+(-1)kβ,
(i)若k为奇数,则k=2n+1,n∈Z,此时α=(2n+1)π-β,n∈Z,
sinα=sin(2nπ+π-β)=sin(π-β)=sinβ;
(ii)若k为偶数,则k=2n,n∈Z,此时α=2nπ+β,n∈Z,sinα=sin(2nπ+β)=sinβ.
由(i)(ii)知,充分性成立.
(2)必要性:若sinα=sinβ成立,则角α与β的终边重合或角α与β的终边关于y轴对称,即α=β+2mπ或α+β=2mπ+π,m∈Z,
即存在k∈Z使得α=kπ+(-1)kβ,必要性也成立,故选C.
3.(2020山东潍坊高三模拟)“a=2”是“∀x>0,x+1x≥a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
答案 A ∵∀x>0时,x+1x≥2,
∴“∀x>0,x+1x≥a”等价于a≤2,
而a=2可以推出a≤2,但a≤2不能推出a=2,
∴“a=2”是“∀x>0,x+1x≥a成立”的充分不必要条件,故选A.
4.集合A={x|x>1},B={x|x<2},则“x∈A或x∈B”是“x∈(A∩B)”的 条件.
答案 必要不充分
名师点评
充要条件的三种判断方法
(1)定义法:根据p⇒q,q⇒p进行判断.
(2)集合法:根据p,q成立对应的集合之间的包含关系进行判断.
(3)等价转化法:根据一个命题与其逆否命题的等价性,判断原命题的逆否命题的真假.这个方法特别适合以否定形式给出的问题.
充分、必要条件的应用
典例2 (1)设α:1≤x≤3,β:m+1≤x≤2m+4,m∈R,若α是β的充分条件,则m的取值范围是 .
(2)已知条件p:2x2-3x+1≤0,条件q:x2-(2a+1)x+a(a+1)≤0.若¬p是¬q的必要不充分条件,则实数a的取值范围是 .
答案 (1)-12,0
(2)0,12
解析 (1)若α是β的充分条件,则α对应的集合是β对应集合的子集,则m+1≤1,2m+4≥3,
解得-12≤m≤0.
(2)由2x2-3x+1≤0,得12≤x≤1,设条件p对应的集合为P,则P=x|12≤x≤1.
由x2-(2a+1)x+a(a+1)≤0,得a≤x≤a+1,设条件q对应的集合为Q,则Q={x|a≤x≤a+1}.
∵¬p是¬q的必要不充分条件,∴q是p的必要不充分条件,
∴P⫋Q,∴0≤a≤12,
∴实数a的取值范围是0,12.
名师点评
1.解题“2关键”:
(1)把充分、必要条件转化为集合之间的关系.
(2)根据集合之间的关系列出关于参数的不等式(组)求解.
2.解题“1注意”:
求参数的取值范围时,一定要注意区间端点值的检验,尤其是利用两个集合之间的关系求参数的取值范围时,不等式能否取等号决定端点值的取舍,处理不当容易出现漏解或增解的现象.
1.(2020陕西山阳中学高三月考)已知集合A=x|2xx-2<1,集合B={x|x2-(2m+1)x+m2+m<0},p:x∈A,q:x∈B,若p是q的必要不充分条件,则实数m的取值范围是 .
答案 [-2,1]
解析 集合A=x|2xx-2<1=x|x+2x-2<0={x|-2
={x|m
所以B⫋A,得m≥-2,m+1≤2,解得-2≤m≤1,所以m的取值范围为[-2,1].
2.(2020河南高三月考)已知p:|x-1|≤2,q:x2-2x+1-a2≥0(a>0),若p是¬q的必要不充分条件,则实数a的取值范围是 .
答案 (0,2]
解析 ∵|x-1|≤2,∴-1≤x≤3,即p:-1≤x≤3;
∵x2-2x+1-a2≥0(a>0),∴x≤1-a或x≥1+a,
∴¬q:1-a
∴a>0,1-a≥-1,1+a≤3,解得0 ∴实数a的取值范围是(0,2].
A组 基础达标
1.命题“若x≥a2+b2,则x≥2ab”的逆命题是 ( )
A.若x
C.若x<2ab,则x
答案 D
2.(2020河北邯郸鸡泽第一中学高三月考)下列命题是真命题的为 ( )
A.若1x=1y,则x=y B.若x2=1,则x=1
C.若x=y,则x=y D.若x
3.(2020浙江高三开学考)“x=1”是“lg2x-lgx=0”成立的 ( )
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
答案 A 因为lg2x-lgx=0,所以lgx=0或lgx=1,解得x=1或x=10,
所以由“x=1”可以推出“lg2x-lgx=0”成立;
但由“lg2x-lgx=0”不能推出“x=1”,所以“x=1”是“lg2x-lgx=0”成立的充分不必要条件.故选A.
4.(2019河北承德第一中学高三月考)命题“若两个整数a,b都是奇数,则它们的和a+b是偶数”的逆否命题是 ( )
A.若两个整数a与b的和a+b是偶数,则a,b都是奇数
B.若两个整数a,b不都是奇数,则a+b不是偶数
C.若两个整数a与b的和a+b不是偶数,则a,b都不是奇数
D.若两个整数a与b的和a+b不是偶数,则a,b不都是奇数
答案 D
5.(多选题)下列命题中是真命题的是 ( )
A.∀x∈R,2x-1>0
B.∀x∈N+,(x-1)2>0
C.∃x∈R,lgx<1
D.∃x∈R,tanx=2
答案 ACD
6.(2020浙江高三模拟)已知a,b为正实数,则“a+1b>b+2a”是“a>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
答案 A 若0 所以由a+1b>b+2a能够推出a>b.
当a=19,b=110时,满足a>b,但此时a+1b 所以a>b推不出a+1b>b+2a,
综上,“a+1b>b+2a”是“a>b”的充分不必要条件.故选A.
7.(多选题)已知a,b,c是实数,则下列结论正确的是 ( )
A.“a2>b2”是“a>b”的充分条件
B.“a2>b2”是“a>b”的必要条件
C.“ac2>bc2”是“a>b”的充分条件
D.“|a|>|b|”是“a>b”的既不充分也不必要条件
答案 CD
8.(多选题)下列命题错误的是 ( )
A.∃x∈R,ex≤0
B.∀x∈R,2x>x2
C.a+b=0的充要条件是ab=-1
D.若x,y∈R,且x+y>2,则x,y中至少有一个大于1
答案 ABC 根据指数函数的性质可得ex>0,故A错误;当x=2时,2x>x2不成立,故B错误;当a=b=0时,ab没有意义,故C错误;因为“若x,y∈R,且x+y>2,则x,y中至少有一个大于1”的逆否命题为“若x,y∈R,且x,y都小于等于1,则x+y≤2”,是真命题,所以原命题为真命题,故选ABC.
B组 能力拔高
9.圆x2+y2=1与直线y=kx-3有公共点的充分不必要条件是 ( )
A.k≤-22或k≥22 B.k≤-22
C.k≥2 D.k≤-22或k>2
答案 B 若直线与圆有公共点,则圆心(0,0)到直线kx-y-3=0的距离d=|-3|k2+1≤1,即k2+1≥3,∴k2+1≥9,即k2≥8,∴k≥22或k≤-22,∴由选项知圆x2+y2=1与直线y=kx-3有公共点的充分不必要条件是k≤-22,故选B.
10.已知条件p:|x-4|≤6;条件q:(x-1)2-m2≤0(m>0),若p是q的充分不必要条件,则m的取值范围是 ( )
A.[21,+∞) B.[9,+∞)
C.[19,+∞) D.(0,+∞)
答案 B 由题意知,条件p:-2≤x≤10,条件q:1-m≤x≤m+1,又p是q的充分不必要条件,故有1-m≤-2,1+m≥10,m>0,解得m≥9.
11.(2020江苏扬州中学高三月考)“a>b”是“3a>3b”的 条件(填“充分不必要”“必要不充分”“既不充分也不必要”或“充要”).
答案 充要
解析 因为y=3x在R上是增函数,
所以当a>b时,3a>3b,故充分性成立;
当3a>3b时,a>b,故必要性成立.
故“a>b”是“3a>3b”的充要条件.
12.(2020黑龙江鹤岗一中期末)下列命题中为真命题的是 .(填序号)
①命题“若x>y,则x>|y|”的逆命题;
②命题“若x>1,则x2>1”的否命题;
③命题“若x=1,则x2+x-2=0”的否命题;
④“若x2<4,则-2
解析 对于①,命题的逆命题为“若x>|y|,则x>y”,为真命题,
对于②,命题的否命题为“若x≤1,则x2≤1”,为假命题,
对于③,命题的否命题为“若x≠1,则x2+x-2≠0”,为假命题,
对于④,命题“若x2<4,则-2
C组 思维拓展
13.(2020河南高三模拟)若关于x的不等式(x-a)(x-3)<0成立的充要条件是2
解析 因为2
14.设集合A={x|x(x-1)<0},B={x|0
解析 由m∈B不能推出m∈A,如x=2,故必要性不成立.
由x∈A能推出x∈B,
所以“m∈A”是“m∈B”的充分不必要条件.
15.在熟语“水滴石穿”中,“石穿”是“水滴”的 条件(填“充分不必要”“必要不充分”“充要”或“既不充分也不必要”).
答案 必要不充分
解析 “水滴”可以推出“石穿”,但“石穿”推不出“水滴”,有可能是“化学腐蚀”,故“石穿”是“水滴”的必要不充分条件.
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