新编数学(理)一轮教学案:第一章第2讲 四种命题的关系及其充要条件 Word版含解析

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第2讲 四种命题的关系及其充要条件

考纲展示 命题探究

考点一 四种命题及其真假判断

1 命题的概念

在数学中把用语言、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真命题,判断为假的语句叫假命题.

2 四种命题间的相互关系图

3 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)两个命题互为逆命题或互为否命题,它们的真假性没有关系. 注意点 否命题与命题的否定的区别

如果原命题是“若p则q”,则否命题是“若綈p,则綈q”,而命题的否定是“若p,则綈q”即只否定结论.

1.思维辨析

(1)“x2+2x-3<0”是命题.( )

ππ

(2)命题“α=4,则tanα=1”的否命题是“若α=4,则tanα≠1”.( )

(3)若一个命题是真命题,则其逆否命题是真命题.( ) (4)语句x2-3x+2=0是命题.( )

(5)一个命题的逆命题与否命题,它们的真假没有关系.( ) (6)命题“如果p不成立,则q不成立”等价于“如果q成立,则p成立”.( )

答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√ 2.已知下列命题:

①已知集合A,B,若a∈A,则a∈(A∩B); ②若A∪B=B,则A?B; ③若a>|b|,则a2>b2; ④3≥2.

其中是真命题的个数是( ) A.1 C.3 答案 C

解析 ①是假命题,因为a∈A?/ a∈(A∩B);②是真命题,因为A∪B=B?A?B;③是真命题,因为a>|b|≥0,所以a2>b2成立;④是真命题,因为“3≥2”的意思是3>2或3=2,只要有一个成立就行,故选C.

π

3.命题“若α=4,则tanα=1”的逆否命题是( ) π

A.若α≠4,则tanα≠1 π

B.若α=4,则tanα≠1

B.2 D.4

π

C.若tanα≠1,则α≠4 π

D.若tanα≠1,则α=4 答案 C

π

解析 命题“若α=4,则tanα=1”的逆否命题是“若tanα≠1,π

则α≠4”,故选C.

[考法综述] 四种命题关系及其真假判断是高考的热点之一,一是对“若p,则q”形式命题的改写要熟练掌握,二是弄清命题的四种形式之间的真假关系,属容易题.

命题法 四种命题及其关系

典例 (1)下列四个命题中:①“若x2+y2≠0,则x,y不全为零”的否命题;②“正多边形相似”的逆命题;③“若m>0,则x2+x-m=0有实根”的逆否命题;④“若x3=2,则x是无理数”的逆否命题.其中是真命题的是( )

A.①②③④ C.②③④

B.①③④ D.①④

(2)原命题为“若z1,z2互为共轭复数,则|z1|=|z2|”,关于其逆命题,否命题,逆否命题真假性的判断依次如下,正确的是( )

A.真,假,真 C.真,真,假

B.假,假,真 D.假,假,假

[解析] (1)①原命题的否命题为“若x2+y2=0,则x,y全为零”,显然是真命题;②原命题的逆命题为“若多边形相似,则这些多边形为正多边形”,显然是假命题;③原命题的逆否命题为“若x2+x-1

m=0没有实根,则m≤0”,由条件可得m<-4,∴结论m≤0成立,是真命题;④原命题是真命题,所以其逆否命题也为真命题.故选

B.

(2)先证原命题为真:当z1,z2互为共轭复数时,设z1=a+bi(a,b∈R),则z2=a-bi,则|z1|=|z2|=a2+b2,∴原命题为真,故其逆否命题为真;再证其逆命题为假:取z1=1,z2=i,满足|z1|=|z2|,但是z1,z2不是共轭复数,∴其逆命题为假,故其否命题也为假.故选B.

[答案] (1)B (2)B

【解题法】 四种命题关系及真假的判断方法

(1)在判断四种命题之间的关系时,首先要分清命题的条件与结论,再分析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.

(2)判断命题真假的关键:一是识别命题的构成形式;二是将命题简化,对等价的简化命题进行判断.要判断一个命题是假命题,只需举出反例.

1.设m∈R,命题“若m>0,则方程x2+x-m=0有实根”的逆否命题是( )

A.若方程x2+x-m=0有实根,则m>0 B.若方程x2+x-m=0有实根,则m≤0 C.若方程x2+x-m=0没有实根,则m>0 D.若方程x2+x-m=0没有实根,则m≤0 答案 D

解析 由原命题和逆否命题的关系可知D正确.

2.已知m,n是两条不同直线,α,β是两个不同平面,则下列命题正确的是( )

A.若α,β垂直于同一平面,则α与β平行 B.若m,n平行于同一平面,则m与n平行 C.若α,β不平行,则在α内不存在与β平行的直线 D.若m,n不平行,则m与n不可能垂直于同一平面

答案 D

解析 A中,垂直于同一个平面的两个平面可能相交也可能平行,故A错误;B中,平行于同一个平面的两条直线可能平行、相交或异面,故B错误;C中,若两个平面相交,则一个平面内与交线平行的直线一定和另一个平面平行,故C错误;D中,若两条直线垂直于同一个平面,则这两条直线平行,所以若两条直线不平行,则它们不可能垂直于同一个平面,故D正确.

3.已知下列三个命题:

11

①若一个球的半径缩小到原来的2,则其体积缩小到原来的8; ②若两组数据的平均数相等,则它们的标准差也相等; 1

③直线x+y+1=0与圆x+y=2相切.

2

2

其中真命题的序号是( ) A.①②③ C.①③ 答案 C

解析 对于命题①,设原球的半径和体积分别为r,V,变化后1

的球的半径和体积分别为r′,V′,则r′=2r,由球的体积公式可44?1?141

知V′=3πr′3=3π·?2r?3=8×3πr3=8V,所以命题①为真命题;命题

??

B.①② D.②③

②显然为假命题,如两组数据:1,2,3和2,2,2,它们的平均数都是2,6

但前者的标准差为3,而后者的标准差为0;对于命题③,易知圆心|0+0+1|1

到直线的距离d==r,所以直线与圆相切,命题③为22=21+1真命题.故选C.

4.下面是关于公差d>0的等差数列{an}的四个命题: p1:数列{an}是递增数列; p2:数列{nan}是递增数列;

?an?

p3:数列?n?是递增数列;

??

p4:数列{an+3nd}是递增数列. 其中的真命题为( ) A.p1,p2 C.p2,p3 答案 D

解析 对于p1,数列{an}的公差d>0,∴数列是递增数列;对于p4,∵[an+1+3(n+1)d]-(an+3nd)=4d>0,是递增数列;对于p2,∵(n+1)an+1-nan=(n+1)an+(n+1)d-nan=a1+2nd,不能确定a1的正负,上式不一定大于零,该数列不一定是递增数列;同理,对于p3,也不一定是递增数列.故选D.

5.下列命题中,真命题是( ) A.命题“若a>b,则ac2>bc2” B.命题“若a=b,则|a|=|b|”的逆命题 C.命题“当x=2时,x2-5x+6=0”的否命题

D.命题“终边相同的角的同名三角函数值相等”的逆否命题 答案 D

解析 命题“若a>b,则ac2>bc2”是假命题,如a>b且c=0时,ac2=bc2;

命题“若a=b,则|a|=|b|”的逆命题为“若|a|=|b|,则a=b”是假命题;

命题“当x=2时,x2-5x+6=0”的否命题为“若x≠2,则x2

-5x+6≠0”,是假命题;

命题“终边相同的角的同名三角函数值相等”是真命题,其逆否命题与原命题等价,为真命题.

B.p3,p4 D.p1,p4

考点二 充分条件与必要条件

充分与必要条件的判断

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是q的必要不充分条件 p是q的充要条件 p是q的既不充分也不必要条件 (1)确定条件是什么,结论是什么.

(2)由条件尝试推导结论,由结论尝试推导条件. (3)“以小推大”即小范围推得大范围.

1.思维辨析

(1)“a=2”是“(a-1)(a-2)=0”的必要不充分条件.( ) (2)设a,b∈R,则“a+b>4”是“a>2且b>2”的充分条件.( ) 3

(3)若α∈(0,2π)则“sinα=-1”的充要条件是“α=2π”.( ) (4)“p是q的充分不必要条件”与“p的充分不必要条件是q”表达的意义相同.( )

(5)x>1是x>2的必要不充分条件.( )

(6)若p是q的充分条件,则q是p的必要条件.( ) 答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)√ 2.设x∈R,则x>2的一个必要不充分条件是( ) A.x>1 C.x>3 答案 A

解析 x>2?x>1,但x>1?/ x>2.

B.x<1 D.x<3

p?q且q?/ p p?/ q且q?p p?q p?/ q且q?/ p 注意点 在判断充分必要条件时注意小范围与大范围的关系 3.“x<0”是“ln (x+1)<0”的( ) A.充分不必要条件 C.充分必要条件 答案 B

解析 ln (x+1)<0?0

[考法综述] 充分条件、必要条件是每年高考的常考内容,多以选择题的形式出现,难度不大,属于容易题.高考对充要条件的考查主要有以下三个命题角度:(1)判断指定条件与结论之间的关系;(2)探求某结论成立的充要条件、充分不必要条件或必要不充分条件;(3)与命题的真假性综合命题.

命题法 判断充分条件与必要条件

典例 (1)直线l:y=kx+1与圆O:x2+y2=1相交于A,B两1

点,则“k=1”是“△OAB的面积为2” 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.既不充分又不必要条件

(2)设U为全集.A,B是集合,则“存在集合C使得A?C,B??UC”是“A∩B=?”的( )

A.充分而不必要的条件 B.必要而不充分的条件 C.充要条件

D.既不充分也不必要的条件

[解析] (1)当k=1时,l:y=x+1,由题意不妨令A(-1,0),B(0,11

1),则S△AOB=2×1×1=2,所以充分性成立;当k=-1时,l:y=

B.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件

1

-x+1,也有S△AOB=2,所以必要性不成立.

(2)由韦恩图可知充分性成立.反之,A∩B=?,可以取C=?UB,此时A?C必要性成立.故选C.

[答案] (1)A (2)C

【解题法】 充分、必要条件的判断方法

(1)利用定义判断:直接判断“若p,则q”“若q,则p”的真假.

(2)从集合的角度判断:利用集合中包含思想判定.

(3)利用等价转化法:条件和结论带有否定性词语的命题,常转化为其逆否命题来判断真假.

1.设A,B是两个集合,则“A∩B=A”是“A?B”的( ) A.充分不必要条件 C.充要条件 答案 C

解析 结合韦恩图可知,A∩B=A,得A?B,反之,若A?B,即集合A为集合B的子集,故A∩B=A,故“A∩B=A”是“A?B”的充要条件,选C.

2.“sinα=cosα”是“cos2α=0”的( ) A.充分不必要条件 C.充分必要条件 答案 A

π

解析 ∵sinα=cosα?tanα=1?α=kπ+4,k∈Z,又cos2α=0π3ππ3π

?2α=2kπ+2或2kπ+2(k∈Z)?α=kπ+4或kπ+4(k∈Z),∴sinα=cosα成立能保证cos2α=0成立,但cos2α=0成立不一定能保证sinα=cosα成立,∴“sinα=cosα”是“cos2α=0”的充分不必要条件.

3.设a1,a2,…,an∈R,n≥3.若p:a1,a2,…,an成等比数

B.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件 B.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件

22222

列;q:(a2+a+…+a)(a+a+…+a-12n123n)=(a1a2+a2a3+…+an-1an)2

,则( )

A.p是q的充分条件,但不是q的必要条件 B.p是q的必要条件,但不是q的充分条件 C.p是q的充分必要条件

D.p既不是q的充分条件,也不是q的必要条件 答案 A

an解析 对命题p,a1,a2,…,an成等比数列,则公比q=(n≥2)

an-1

2222

且an≠0;对命题q,①当an=0时,(a21+a2+…+an-1)(a2+a3+…+2an)=(a1a2+a2a3+…+an-1·an)2成立;②当an≠0时,根据柯西不等22222式,要使(a21+a2+…+an-1)(a2+a3+…+an)=(a1a2+a2a3+…+an-

an-1a1a21an)成立,则==…=a2a3an,所以a1,a2,…,an成等比数列.所

2

以p是q的充分条件,但不是q的必要条件.

4.设a,b都是不等于1的正数,则“3a>3b>3”是“loga3

A.充要条件 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 B

解析 由指数函数的性质知,若3a>3b>3,则a>b>1,由对数函11数的性质,得loga33b,所以“3a>3b>3”是“loga3

5.设α,β是两个不同的平面,m是直线且m?α.“m∥β”是“α∥β”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 答案 B

D.既不充分也不必要条件

解析 若m?α且m∥β,则平面α与平面β不一定平行,有可能相交;而m?α且α∥β一定可以推出m∥β,所以“m∥β”是“α∥β”的必要而不充分条件.

6.设x∈R,则“|x-2|<1”是“x2+x-2>0”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 答案 A

解析 |x-2|<1?-10?x<-2或x>1.由于(1,3)

(-∞,-2)∪(1,+∞),所以“|x-2|<1”是“x2+x-

2>0”的充分而不必要条件.

7.“x>1”是“log1 (x+2)<0”的( )

2A.充要条件 B.充分而不必要条件 C.必要而不充分条件 D.既不充分也不必要条件 答案 B

解析 由log1 (x+2)<0,得x+2>1,解得x>-1,所以“x>1”是

2“log1 (x+2)<0”的充分而不必要条件,故选B.

2

8.已知条件p:x2+x-2>0,条件q:x>a,若q是p的充分不必要条件,则a的取值范围可以是( )

A.a≥1 C.a≥-1 答案 A

B.a>1 D.a≤-2

解析 由x2+x-2>0,得x>1或x<-2.设p对应集合M,q对应集合N,由题意知,NM,所以a≥1.

判断下列说法是否正确.如果不正确,分析错误的原因. (1)x2=x+2是xx+2=x2的充分条件; (2)x2=x+2是xx+2=x2的必要条件. [错解]

[错因分析] 导致判断错误的原因是忽略了题目中的隐含条件,从而扩大了x的范围.

[正解] (1)x2=x+2?x=±x+2,故x2=x+2?/ x2=xx+2. 反例:x=-1.故说法错误.

(2)xx+2=x2?x=0或x+2=x(其中x为正实数),故xx+2=

2

x2?x/=x+2.故说法错误.

[心得体会]

………………………………………………

………………………………………………

时间:45分钟

基础组

1.[20xx·冀州中学一轮检测]下列命题中,真命题是( ) A.?x∈R,ex≤0 B.?x∈R,2x>x2

a

C.a+b=0的充要条件是b=-1 D.a>1,b>1是ab>1的充分条件 答案 D

解析 ∵?x∈R,ex>0,∴A错;∵函数y=2x与y=x2有交点,如点(2,2),此时2x=x2,∴B错;∵当a=b=0时,a+b=0,而0作分母无意义,∴C错;a>1,b>1,由不等式的性质可知ab>1,∴D正确,故选D.

2.[20xx·武邑中学一轮检测]设a,b是向量,命题“若a=-b,则|a|=|b|”的逆命题是( )

A.若a≠-b,则|a|≠b B.若a=-b,则|a|≠|b| C.若|a|≠|b|,则a≠-b D.若|a|=|b|,则a=-b 答案 D

解析 若p则q的逆命题是若q则p,故选D.

3.[20xx·武邑中学月考]有下列命题:①“若x2+y2=0,则x,y全是0”的否命题;②“全等三角形是相似三角形”的否命题;③“若m≥1,则mx2-2(m+1)x+m+3>0的解集是R”的逆命题;④“若a+7是无理数,则a是无理数”的逆否命题.其中正确的是( )

A.①②③ C.①③④ 答案 D

解析 ①否命题为“若x2+y2≠0,则x,y不全是0”,为真.②

B.②③④ D.①④

否命题为“不全等的三角形不相似”,为假.

③逆命题为“若mx2-2(m+1)x+m+3>0的解集是R,则m≥1”.

∵当m=0时,解集不是R,

??m>0,∴应有?即m>1.

?Δ<0,?

∴其逆命题是假命题.

④原命题为真,逆否命题也为真.

4.[20xx·衡水中学热身]“x2+(y-2)2=0”是“x(y-2)=0”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

解析 x2+(y-2)2=0,即x=0且y=2,∴x(y-2)=0.反之,x(y-2)=0,即x=0或y=2,x2+(y-2)2=0不一定成立.

5.[20xx·冀州中学期末]已知p:a≠0,q:ab≠0,则p是q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 B

解析 ab=0?/ a=0,但a=0?ab=0,即ab≠0?a≠0,因此,p是q的必要不充分条件,故选B.

6. [20xx·衡水中学预测]已知命题p:函数f(x)=|x+a|在(-∞,-1)上是单调函数,命题q:函数g(x)=loga(x+1)(a>0且a≠1)在(-1,+∞)上是增函数,则綈p是q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 C

解析 由p成立,得a≤1,由q成立,得a>1,所以綈p成立时a>1,则綈p是q的充要条件.故选C.

7.[20xx·枣强中学热身]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“α⊥β”是“a⊥b”的( )

A.充分不必要条件 C.充分必要条件 答案 A

解析 先证“α⊥β?a⊥b”,∵α⊥β,α∩β=m,b?β,b⊥m,∴b⊥α.又∵a?α,∴b⊥a,再证a⊥b?/ α⊥β,举反例,当a∥m时,由b⊥m满足a⊥b,此时二面角α-m-β可以为(0,π]上的任意角,即α不一定垂直于β,故选A.

8.[20xx·衡水中学猜题]设a,b∈R,i是虚数单位,则“ab=0”b

是“复数a+i为纯虚数”的( )

A.充分不必要条件 C.充分必要条件 答案 B

b

解析 若a+i=a-bi为纯虚数,则a=0且b≠0,故ab=0,必要性成立;但b=0时,a-bi为实数,充分性不成立,故选B.

9.[20xx·衡水中学一轮检测]设等比数列{an}的公比为q,则“0

A.充分不必要条件 C.充要条件

B.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件 B.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件 B.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件

答案 D

解析 an+1-an=a1qn-a1qn-1=a1qn-1(q-1),而a1的正负性未定,故无法判断数列{an}的单调性,因此“0

10.[20xx·冀州中学模拟]有三个命题:

(1)“若x+y=0,则x,y互为相反数”的逆命题; (2)“若a>b,则a2>b2”的逆否命题; (3)“若x≤-3,则x2+x-6>0”的否命题. 其中真命题的个数为________. 答案 1

解析 (1)真,(2)原命题假,所以其逆否命题也假,(3)易判断原命题的逆命题假,则原命题的否命题假.

11.[20xx·衡水二中周测]若“x2>1”是“x

答案 -1

解析 由x2>1,得x<-1或x>1. 又“x2>1”是“x1”,反之不成立, 所以a≤-1,即a的最大值为-1.

12.[20xx·枣强中学仿真]给出下面三个命题: ①函数y=tanx在第一象限是增函数; ②奇函数的图象一定过原点;

③“若0b>1”的逆命题. 其中是真命题的是________.(填序号) 答案 ③

π??ππ3π

??解析 ①是假命题,举反例:x=2π+6和4,tan2π+6=3,tan4??π??πππ1

=1,2π+6>4,但tan?2π+6?

?

但不过原点.③的逆命题是“若a>b>1,则0

数的图象及单调性可知是真命题.

能力组

13.[20xx·衡水二中月考]给出下列命题:

①若(1-x)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5,则|a1|+|a2|+|a3|+|a4|+|a5|=32;

②α,β,γ是三个不同的平面,则“γ⊥α,γ⊥β”是“α∥β”的充分条件;

π?1??π?7

???③已知sinθ-6=3,则cos3-2θ?=9. ????其中正确命题的个数为( ) A.0 C.2 答案 B

解析 对于①,由(1-x)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5得a1<0,a2>0,a3<0,a4>0,a5<0,取x=-1,得a0-a1+a2-a3+a4-a5=(1+1)5=25,再取x=0得a0=(1-0)5=1,所以|a1|+|a2|+|a3|+|a4|+|a5|=-a1+a2-a3+a4-a5=31,即①不正确;

B.1 D.3

对于②,如图所示的正方体ABCD-A1B1C1D1中,平面ABB1A1

⊥平面ABCD,平面ADD1A1⊥平面ABCD,但平面ABB1A1与平面ADD1A1不平行,所以②不正确;

π?1π???π????????θ--2θ2θ-对于③,因为sin=cos6?=3,所以cos?33?=???π??π?????1?7

cos?2?θ-6??=1-2sin2?θ-6?=1-2×?3?2=9,所以③正确.

??

??

?

?

??

14.[20xx·武邑中学热身]已知p是r的充分不必要条件,q是r的充分条件,s是r的必要条件,q是s的必要条件.现有下列命题:

①s是q的充要条件; ②p是q的充分不必要条件; ③r是q的必要不充分条件; ④綈p是綈s的必要不充分条件; ⑤r是s的充分不必要条件. 则正确命题的序号是( ) A.①④⑤ C.②③⑤ 答案 B

解析 ∵q是r的充分条件,s是r的必要条件,q是s的必要条件.∴q,r,s互为充要条件.又p是r的充分不必要条件,∴①s是q的充要条件正确;②p是q的充分不必要条件正确;③r是q的必要不充分条件错误;④綈p是綈s的必要不充分条件正确;⑤r是s的充分不必要条件错误,故选B.

15.[20xx·衡水二中期中]下列命题中为真命题的是( ) A.命题“若x>y,则x>|y|”的逆命题 B.命题“x>1,则x2>1”的否命题

C.命题“若x=1,则x2+x-2=0”的否命题 D.命题“若x2>0,则x>1”的逆否命题 答案 A

解析 对于A,其逆命题是:若x>|y|,则x>y, 是真命题,这是因为x>|y|≥y,必有x>y;对于B,否命题是:若x≤1,则x2≤1,是假命题.如x=-5,x2=25>1;对于C,其否命题是:若x≠1,则x2+x-2≠0,由于x=-2时,x2+x-2=0,所以是假命题;对于D,若x2>0,则x>0或x<0,不一定有x>1,因此原命题与它的逆否命题都是假命题.

16.[20xx·枣强中学模拟]若A:log2a<1,B:关于x的二次方程

B.①②④ D.②④⑤

x2+(a+1)x+a-2=0的一个根大于零,另一个根小于零,则A是B的( )

A.充分不必要条件 C.充要条件 答案 A

解析 解法一:由log2a<1,解得0

解法二:由解法一可知,满足条件A的参数a的取值集合为M={a|0

B.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件

N,所以A是B的充分不必要条件,选A.

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