《大高考》2016届高考复习数学理(全国通用):第一章 集合与常用逻辑用语 第二节
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第一章⎪⎪⎪集合与常用逻辑用语第一节集__合1.集合的相关概念(1)集合元素的三个特性:确定性、无序性、互异性. (2)元素与集合的两种关系:属于,记为∈;不属于,记为∉. (3)集合的三种表示方法:列举法、描述法、图示法. (4)五个特定的集合:集合 自然数集正整数集 整数集 有理数集实数集 符号NN *或N +ZQR2.集合间的基本关系表示关系文字语言符号语言 记法基本关系子集集合A 的元素都是集合B 的元素x ∈A ⇒x ∈B A ⊆B 或B ⊇A真子集集合A 是集合B 的子集,且集合B 中至少有一个元素不属于AA ⊆B ,且存在x 0∈B ,x 0∉A A B 或B A相等 集合A ,B 的元素完全相同 A ⊆B ,B ⊆A A =B 空集不含任何元素的集合.空集是任何集合A 的子集任意的x ,x ∉∅,∅⊆A∅3.集合的基本运算表示 运算 文字语言符号语言 图形语言 记法交集属于集合A 且属于集合B 的元素组成的集合{x |x ∈A ,且x ∈B }A ∩B并集属于集合A 或属于集合B 的元素组成的集合{x |x ∈A ,或x ∈B }A ∪B补集全集U 中不属于集合A 的元{x |x ∈U ,且x ∉A }∁U A素组成的集合4.集合问题中的几个基本结论 (1)集合A 是其本身的子集,即A ⊆A ;(2)子集关系的传递性,即A ⊆B ,B ⊆C ⇒A ⊆C ;(3)A ∪A =A ∩A =A ,A ∪∅=A ,A ∩∅=∅,∁U U =∅,∁U ∅=U . (4)A ∩B =A ⇒A ⊆B ,A ∪B =B ⇒A ⊆B . [小题体验]1.已知集合A ={1,2},B ={x |0<x <5,x ∈N },则满足A ⊆C ⊆B 的集合C 的个数为( ) A .1 B .2 C .3 D .4答案:D2.已知集合A ={1,2,3},B ={2,4,5},则集合A ∪B 中元素的个数为________. 答案:53.(2018·江苏高考)已知集合A ={0,1,2,8},B ={-1,1,6,8},那么A ∩B =________. 解析:A ∩B ={0,1,2,8}∩{-1,1,6,8}={1,8}. 答案:{1,8}1.认清集合元素的属性(是点集、数集或其他情形)和化简集合是正确求解集合问题的两个先决条件. 2.解题时注意区分两大关系:一是元素与集合的从属关系;二是集合与集合的包含关系. 3.易忘空集的特殊性,在写集合的子集时不要忘了空集和它本身. 4.运用数轴图示法易忽视端点是实心还是空心.5.在解决含参数的集合问题时,要注意检验集合中元素的互异性,否则很可能会因为不满足“互异性”而导致解题错误.[小题纠偏]1.(2019·浙江名校联考)已知∁R M ={x |ln|x |>1},N =⎩⎨⎧⎭⎬⎫y ⎪⎪y =1x ,x >0,则M ∪N =( ) A .(0,e] B .[-e ,+∞) C .(-∞,-e]∪(0,+∞)D .[-e ,e]解析:选B 由ln|x |>1得|x |>e ,∴M =[-e ,e].N =(0,+∞),∴M ∪N =[-e ,+∞).故选B. 2.若集合A ={x |-2≤x ≤5},B ={x |m +1≤x ≤2m -1},且B ⊆A ,则由m 的可能取值组成的集合为________.解析:当m +1>2m -1,即m <2时,B =∅,满足B ⊆A ;若B ≠∅,且满足B ⊆A ,如图所示,则⎩⎪⎨⎪⎧m +1≤2m -1,m +1≥-2,2m -1≤5,即⎩⎪⎨⎪⎧m ≥2,m ≥-3,m ≤3,所以2≤m ≤3.故m <2或2≤m ≤3,即所求集合为{m |m ≤3}.答案:{m |m ≤3}3.已知集合A ={0, x +1,x 2-5x },若-4∈A ,则实数x 的值为________. 解析:∵-4∈A ,∴x +1=-4或x 2-5x =-4. ∴x =-5或x =1或x =4.若x =1,则A ={0, 2,-4},满足条件; 若x =4,则A ={0, 5,-4},满足条件; 若x =-5,则A ={0,-4,50},满足条件. 所以x =1或x =4或-5. 答案:1或4或-5考点一 集合的基本概念(基础送分型考点——自主练透)[题组练透]1.下列命题正确的有( ) ①很小的实数可以构成集合;②(易错题)集合{}y |y =x 2-1与集合{(x ,y )|y =x 2-1}是同一个集合; ③1,32,64,⎪⎪⎪⎪-12,0.5这些数组成的集合有5个元素; ④集合{(x ,y )|xy ≤0,x ,y ∈R }是指第二和第四象限内的点集. A .0个 B .1个 C .2个D .3个解析:选A 由题意得,①不满足集合的确定性,故错误;②两个集合,一个是数集,一个是点集,故错误;③中⎪⎪⎪⎪-12=0.5,出现了重复,不满足集合的互异性,故错误;④不仅仅表示的是第二、四象限的点,还可表示原点,故错误.综上,没有正确命题,故选A.2.已知a >0,b ∈R ,若⎩⎨⎧⎭⎬⎫a ,4,b a ={a -b,0,a 2},则a 2+b 2的值为( )A .2B .4C .6D .8解析:选B 由已知得a ≠0,则ba =0,所以b =0,于是a 2=4,即a =2或a =-2,因为a >0,所以a =2,故a 2+b 2=22+02=4.3.若集合A ={x ∈R |ax 2-3x +2=0}中只有一个元素,则a 等于( ) A.92 B.98C .0D .0或98解析:选D 若集合A 中只有一个元素,则方程ax 2-3x +2=0只有一个实根或有两个相等实根.当a =0时,x =23,符合题意.当a ≠0时,由Δ=(-3)2-8a =0,得a =98,所以a 的值为0或98.4.(易错题)(2019·江西重点中学协作体联考)设集合A ={1,2,3},B ={2,3,4} ,M ={x |x =ab ,a ∈A ,b ∈B },则M 中的元素个数为________.解析:结合题意列表计算M 中所有可能的值如下:观察可得:M ={2,3,4,6,8,9,12},据此可知M 中的元素个数为7. 答案:7[谨记通法]与集合中的元素有关问题的求解策略(1)确定集合的元素是什么,即集合是数集还是点集. (2)看这些元素满足什么限制条件.(3)根据限制条件列式求参数的值或确定集合中元素的个数,但要注意检验集合是否满足元素的互异性. 考点二 集合间的基本关系(重点保分型考点——师生共研)[典例引领]1.已知集合M ={1,2,3,4},则集合P ={x |x ∈M 且2x ∉M }的子集有( ) A .8个 B .4个 C .3个D .2个解析:选B 由题意,得P ={3,4},所以集合P 的子集有22=4个. 2.已知集合A ={x |x 2+x -2=0},B ={x |ax =1},若B ⊆A ,则a =( ) A .-12或1B .2或-1C .-2或1或0D .-12或1或0解析:选D 集合A ={x |x 2+x -2=0}={-2,1}.当x =-2时,-2a =1,解得a =-12;当x =1时,a =1;又因为B 是空集时也符合题意,这时a =0,故选D.[由题悟法]集合间基本关系的两种判定方法和一个关键[即时应用]1.集合{a ,b ,c ,d ,e }的真子集的个数为( ) A .32 B .31 C .30D .29解析:选B 因为集合有5个元素,所以其子集的个数为25=32个,其真子集的个数为25-1=31个. 2.已知集合A ={x |-1<x <3},B ={x |-m <x <m },若B ⊆A ,则m 的取值范围为________. 解析:当m ≤0时,B =∅,显然B ⊆A . 当m >0时, ∵A ={x |-1<x <3}.当B ⊆A 时,在数轴上标出两集合,如图,∴⎩⎪⎨⎪⎧-m ≥-1,m ≤3,-m <m .∴0<m ≤1.综上所述m 的取值范围为(-∞,1]. 答案:(-∞,1]考点三 集合的基本运算(题点多变型考点——多角探明) [锁定考向]集合运算多与解简单的不等式、函数的定义域、值域相联系,考查对集合的理解及不等式的有关知识;有些集合题为抽象集合题或新定义型集合题,考查学生的灵活处理问题的能力.常见的命题角度有: (1)集合的运算;(2)利用集合运算求参数; (3)新定义集合问题.[题点全练]角度一:集合的运算1.(2018·北京高考)已知集合A ={x ||x |<2},B ={-2,0,1,2},则A ∩B =( ) A .{0,1} B .{-1,0,1} C .{-2,0,1,2}D .{-1,0,1,2}解析:选A ∵A ={x ||x |<2}={x |-2<x <2},B={-2,0,1,2},∴A∩B={0,1}.故选A.2.(2018·全国卷Ⅰ)已知集合A={x|x2-x-2>0},则∁R A=()A.{x|-1<x<2} B.{x|-1≤x≤2}C.{x|x<-1}∪{x|x>2} D.{x|x≤-1}∪{x|x≥2}解析:选B∵x2-x-2>0,∴(x-2)(x+1)>0,∴x>2或x<-1,即A={x|x>2或x<-1}.则∁R A={x|-1≤x≤2}.故选B.角度二:利用集合运算求参数3.(2019·浙江联盟校联考)已知集合P={x|-1<x<1},Q={x|0<x<a},若P∪Q={x|-1<x<2},则实数a的值为()A.1 B.2C.12D.32解析:选B因为P={x|-1<x<1},Q={x|0<x<a},所以当a≤1时,P∪Q={x|-1<x<1},不符合题意;当a>1时,P∪Q={x|-1<x<a},结合P∪Q={x|-1<x<2},可得a=2.角度三:新定义集合问题4.如果集合A,B,同时满足A∪B={1,2,3,4},A∩B={1},A≠{1},B≠{1},就称有序集对(A,B)为“好集对”.这里有序集对(A,B)是指当A≠B时,(A,B)和(B,A)是不同的集对,那么“好集对”一共有()个()A.5个B.6个C.7个D.8个解析:选B因为A∪B={1,2,3,4},A∩B={1},A≠{1},B≠{1},所以当A={1,2}时,B={1,3,4};当A={1,3}时,B={1,2,4};当A={1,4}时,B={1,2,3};当A={1,2,3}时,B={1,4};当A={1,2,4}时,B={1,3};当A={1,3,4}时,B={1,2}.所以满足条件的“好集对”一共有6个,故选B.[通法在握]解集合运算问题4个技巧[演练冲关]1.(2019·浙江十校联盟适考)已知集合A={x|1<x<4},B={x∈Z|x2-6x<0},则(∁R A)∩B=() A.{1,4} B.{4,5}C.{1,4,5} D.{2,3}解析:选C法一:由x2-6x<0可得0<x<6,所以B={1,2,3,4,5},又∁R A={x|x≤1或x≥4},所以(∁R A)∩B={1,4,5}.法二:因为求的是(∁R A)∩B,故排除D,又1,5∈∁R A,1,5∈B,故选C.2.(2019·长沙模拟)已知集合A={1,2,3},B={x|x2-3x+a=0,a∈A},若A∩B≠∅,则a的值为() A.1 B.2C.3 D.1或2解析:选B当a=1时,x2-3x+1=0,无整数解,则A∩B=∅;当a=2时,B={1,2},A∩B={1,2}≠∅;当a=3时,B=∅,A∩B=∅.因此实数a=2.3.(2019·杭州高三四校联考)设集合A={x|(x-3)(x-a)=0,a∈R},B={x|(x-1)(x-4)=0},则A∪B 的子集个数最多为()A.2 B.4C.8 D.16解析:选D由题意可知,要使A∪B的子集个数最多,则需A∪B中的元素个数最多,此时a≠1,a≠3,且a≠4,即集合A={3,a},B={1,4},A∪B={1,3,4,a},故A∪B的子集最多有24=16个.4.如图所示的Venn图中,A,B是非空集合,定义集合A B为阴影部分表示的集合.若x,y∈R,A={x|y=2x-x2},B={y|y=3x,x>0},则A B为()A.{x|0<x<2} B.{x|1<x≤2}C.{x|0≤x≤1或x≥2} D.{x|0≤x≤1或x>2}解析:选D因为A={x|0≤x≤2},B={y|y>1},A∪B={x|x≥0},A∩B={x|1<x≤2},所以A B =∁A∪B(A∩B)={x|0≤x≤1或x>2},故选D.一抓基础,多练小题做到眼疾手快1.(2019·浙江考前热身联考)已知集合M={x|y=2x-x2},N={x|-1<x<1},则M∪N=() A.[0,1)B.(-1,2)C.(-1,2] D.(-∞,0]∪(1,+∞)解析:选C法一:易知M={x|0≤x≤2},又N={x|-1<x<1},所以M∪N=(-1,2].故选C.法二:取x=2,则2∈M,所以2∈M∪N,排除A、B;取x=3,则3∉M,3∉N,所以3∉M∪N,排除D,故选C.2.(2019·浙江三地联考)已知集合P={x|||x<2},Q={x|-1≤x≤3},则P∩Q=()A.[-1,2) B.(-2,2)C.(-2,3] D.[-1,3]解析:选A由|x|<2,可得-2<x<2,所以P={x|-2<x<2},所以P∩Q=[-1,2).3.(2018·嘉兴期末测试)已知集合P={x|x<1},Q={x|x>0},则()A.P⊆Q B.Q⊆PC.P⊆∁R Q D.∁R P⊆Q解析:选D由已知可得∁R P=[1,+∞),所以∁R P⊆Q.故选D.4.(2018·浙江吴越联盟第二次联考)已知集合M={0,1,2,3,4},N={2,4,6},P=M∩N,则P的子集有________个.解析:集合M={0,1,2,3,4},N={2,4,6},P=M∩N={2,4},则P的子集有∅,{2},{4},{2,4},共4个.答案:45.已知集合A={x|x≥3},B={x|x≥m},且A∪B=A,则实数m的取值范围是________.解析:因为集合A={x|x≥3},B={x|x≥m},且A∪B=A,所以B⊆A,如图所示,所以m≥3.答案:[3,+∞)二保高考,全练题型做到高考达标1.(2019·杭州七校联考)已知集合A={x|x2>1},B={x|(x2-1)(x2-4)=0},则集合A∩B中的元素个数为()A.1 B.2C.3 D.4解析:选B A={x|x<-1或x>1},B={-2,-1,1,2},A∩B={-2,2},故选B.2.(2019·浙江六校联考)已知集合U={x|y=3x},A={x|y=log9x},B={y|y=-2x}则A∩(∁U B)=()A.∅B.RC.{x|x>0} D.{0}解析:选C由题意得,U=R,A={x|x>0},因为y=-2x<0,所以B={y|y<0},所以∁U B={x|x≥0},故A∩(∁U B)={x|x>0}.故选C.3.(2019·永康模拟)设集合M={x|x2-2x-3≥0},N={x|-3<x<3},则()A.M⊆N B.N⊆MC.M∪N=R D.M∩N=∅解析:选C由x2-2x-3≥0,解得x≥3或x≤-1,所以M={x|x≤-1或x≥3},所以M∪N=R.4.(2019·宁波六校联考)已知集合A={x|x2-3x<0},B={1,a},且A∩B有4个子集,则实数a的取值范围是()A.(0,3) B.(0,1)∪(1,3)C.(0,1) D.(-∞,1)∪(3,+∞)解析:选B∵A∩B有4个子集,∴A∩B中有2个不同的元素,∴a∈A,∴a2-3a<0,解得0<a <3且a≠1,即实数a的取值范围是(0,1)∪(1,3),故选B.5.(2018·镇海中学期中)若集合M =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪y =lg2-xx ,N ={x |x <1},则M ∪N =( ) A .(0,1) B .(0,2) C .(-∞,2)D .(0,+∞)解析:选C 集合M =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪y =lg2-xx ={x |0<x <2},N ={x |x <1}.M ∪N ={x |x <2}=(-∞,2).故选C.6.设集合A ={x |x 2-x -2≤0},B ={x |x <1,且x ∈Z },则A ∩B =________.解析:依题意得A ={x |(x +1)(x -2)≤0}={x |-1≤x ≤2},因此A ∩B ={x |-1≤x <1,x ∈Z }={-1,0}. 答案:{-1,0}7.(2018·嘉兴二模)已知集合A ={x |-1≤x ≤2},B ={x |x 2-4x ≤0},则A ∪B =________,A ∩(∁R B )=________.解析:因为B ={x |x 2-4x ≤0}={x |0≤x ≤4},所以A ∪B ={x |-1≤x ≤4};因为∁R B ={x |x <0或x >4},所以A ∩(∁R B )={x |-1≤x <0}.答案:{x |-1≤x ≤4} {x |-1≤x <0}8.设集合A ={(x ,y )|y ≥|x -2|,x ≥0},B ={(x ,y )|y ≤-x +b },A ∩B ≠∅. (1)b 的取值范围是________;(2)若(x ,y )∈A ∩B ,且x +2y 的最大值为9,则b 的值是________. 解析:由图可知,当y =-x 往右移动到阴影区域时,才满足条件,所以b ≥2;要使z =x +2y 取得最大值,则过点(0,b ),有0+2b =9⇒b =92.答案:(1)[2,+∞) (2)929.已知集合A ={x |4≤2x ≤16},B =[a ,b ],若A ⊆B ,则实数a -b 的取值范围是________. 解析:集合A ={x |4≤2x ≤16}={x |22≤2x ≤24}={x |2≤x ≤4}=[2,4],因为A ⊆B ,所以a ≤2,b ≥4,所以a -b ≤2-4=-2,即实数a -b 的取值范围是(-∞,-2].答案:(-∞,-2]10.已知集合A ={x |(x +2m )(x -m +4)<0},其中m ∈R ,集合B =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪1-x x +2>0. (1)若B ⊆A ,求实数m 的取值范围; (2)若A ∩B =∅,求实数m 的取值范围. 解:(1)集合B =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪1-x x +2>0={x |-2<x <1}.当A =∅时,m =43,不符合题意.当A ≠∅时,m ≠43.①当-2m <m -4,即m >43时,A ={x |-2m <x <m -4},又因为B ⊆A ,所以⎩⎪⎨⎪⎧ m >43,-2m ≤-2,m -4≥1,即⎩⎪⎨⎪⎧m >43,m ≥1,m ≥5,所以m ≥5.②当-2m >m -4,即m <43时,A ={x |m -4<x <-2m },又因为B ⊆A ,所以⎩⎪⎨⎪⎧m <43,-2m ≥1,m -4≤-2,即⎩⎪⎨⎪⎧m <43,m ≤-12,m ≤2,所以m ≤-12.综上所述,实数m 的取值范围为⎝⎛⎦⎤-∞,-12∪[5,+∞). (2)由(1)知,B ={x |-2<x <1}. 当A =∅时,m =43,符合题意.当A ≠∅时,m ≠43.①当-2m <m -4,即m >43时,A ={x |-2m <x <m -4},又因为A ∩B =∅,所以-2m ≥1或者m -4≤-2, 即m ≤-12或者m ≤2,所以43<m ≤2.②当-2m >m -4,即m <43时,A ={x |m -4<x <-2m },又因为A ∩B =∅,所以m -4≥1或者-2m ≤-2, 即m ≥5或者m ≥1,所以1≤m <43.综上所述,实数m 的取值范围为[1,2]. 三上台阶,自主选做志在冲刺名校1.对于复数a ,b ,c ,d ,若集合S ={a ,b ,c ,d }具有性质“对任意x ,y ∈S ,必有xy ∈S ”,则当⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b 2=1,c 2=b 时,b +c +d 等于( )A .1B .-1C .0D .i解析:选B ∵S ={a ,b ,c ,d },由集合中元素的互异性可知当a =1时,b =-1,c 2=-1,∴c =±i ,由“对任意x ,y ∈S ,必有xy ∈S ”知±i ∈S ,∴c =i ,d =-i 或c =-i ,d =i ,∴b +c +d =(-1)+0=-1.2.对于集合M ,N ,定义M -N ={x |x ∈M ,且x ∉N },M ⊕N =(M -N )∪(N -M ),设A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ≥-94,x ∈R ,B ={x |x <0,x ∈R },则A ⊕B =( )A.⎝⎛⎭⎫-94,0B.⎣⎡⎭⎫-94,0 C.⎝⎛⎭⎫-∞,-94∪[0,+∞) D.⎝⎛⎦⎤-∞,-94∪(0,+∞) 解析:选C 依题意得A -B ={x |x ≥0,x ∈R },B -A =⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x <-94,x ∈R ,故A ⊕B =⎝⎛⎭⎫-∞,-94∪[0,+∞).故选C.3.已知函数f (x )=x -3-17-x的定义域为集合A ,且B ={x ∈Z |2<x <10},C ={x ∈R |x <a 或x >a +1}.(1)求:A 和(∁R A )∩B ;(2)若A ∪C =R ,求实数a 的取值范围. 解:(1)要使函数f (x )=x -3-17-x, 应满足x -3≥0,且7-x >0,解得3≤x <7, 则A ={x |3≤x <7}, 得到∁R A ={x |x <3或x ≥7},而B ={x ∈Z |2<x <10}={3,4,5,6,7,8,9}, 所以(∁R A )∩B ={7,8,9}.(2)C ={x ∈R |x <a 或x >a +1},要使A ∪C =R , 则有a ≥3,且a +1<7,解得3≤a <6. 故实数a 的取值范围为[3,6).第二节命题及其关系、充分条件与必要条件1.命题概念 使用语言、符号或者式子表达的,可以判断真假的陈述句特点 (1)能判断真假;(2)陈述句分类真命题、假命题2.四种命题及其相互关系 (1)四种命题间的相互关系:(2)四种命题中真假性的等价关系:原命题等价于逆否命题,原命题的否命题等价于逆命题.在四种形式的命题中真命题的个数只能是0,2,4.3.充要条件若p ⇒q ,则p 是q 的充分条件,q 是p 的必要条件p 成立的对象的集合为A ,q 成立的对象的集合为B p 是q 的充分不必要条件 p ⇒q 且q ⇒/p A 是B 的真子集 集合与充要条件p 是q 的必要不充分条件p ⇒/ q 且q ⇒pB 是A 的真子集p 是q 的充要条件 p ⇔q A =B p 是q 的既不充分也不必要条件 p ⇒/ q 且q ⇒/pA ,B 互不包含[小题体验]1.下列命题是真命题的是( )A .若log 2a >0,则函数f (x )=log a x (a >0,a ≠1)在其定义域上是减函数B .命题“若xy =0,则x =0”的否命题C .“m =3”是“直线(m +3)x +my -2=0与mx -6y +5=0垂直”的充要条件D .命题“若cos x =cos y ,则x =y ”的逆否命题 答案:B2.(2019·温州高考适应性测试)已知α,β∈R ,则“α>β”是“cos α>cos β ”的( ) 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解析:选D α>β ⇒/ cos α>cos β,如α=π3,β=π6,π3>π6,而cos π3<cos π6;cos α>cos β ⇒/ α>β,如α=π6,β=π3,cos π6>cos π3,而π6<π3.故选D.3.设a ,b 是向量,则命题“若a =-b ,则|a |=| b |”的逆否命题为:________. 答案:若|a |≠|b |,则a ≠-b1.易混淆否命题与命题的否定:否命题是既否定条件,又否定结论,而命题的否定是只否定命题的结论.2.易忽视A 是B 的充分不必要条件(A ⇒B 且B ⇒/A )与A 的充分不必要条件是B (B ⇒A 且A ⇒/B )两者的不同.[小题纠偏]1.(2019·杭州模拟)“x<0”是“ln(x+1)<0”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:B2.“在△ABC中,若∠C=90°,则∠A,∠B都是锐角”的否命题为:________________.解析:原命题的条件:在△ABC中,∠C=90°,结论:∠A,∠B都是锐角.否命题是否定条件和结论.即“在△ABC中,若∠C≠90°,则∠A,∠B不都是锐角”.答案:在△ABC中,若∠C≠90°,则∠A,∠B不都是锐角考点一四种命题及其相互关系(基础送分型考点——自主练透)[题组练透]1.命题“若a2>b2,则a>b”的否命题是()A.若a2>b2,则a≤b B.若a2≤b2,则a≤bC.若a≤b,则a2>b2D.若a≤b,则a2≤b2解析:选B根据命题的四种形式可知,命题“若p,则q”的否命题是“若綈p,则綈q”.该题中,p为a2>b2,q为a>b,故綈p为a2≤b2,綈q为a≤b.所以原命题的否命题为:若a2≤b2,则a≤b.2.命题“若x2-3x-4=0,则x=4”的逆否命题及其真假性为()A.“若x=4,则x2-3x-4=0”为真命题B.“若x≠4,则x2-3x-4≠0”为真命题C.“若x≠4,则x2-3x-4≠0”为假命题D.“若x=4,则x2-3x-4=0”为假命题解析:选C根据逆否命题的定义可以排除A,D,因为x2-3x-4=0,所以x=4或-1,故原命题为假命题,即逆否命题为假命题.3.给出以下四个命题:①“若x+y=0,则x,y互为相反数”的逆命题;②(易错题)“全等三角形的面积相等”的否命题;③“若q≤-1,则x2+x+q=0有实根”的逆否命题;④若ab是正整数,则a,b都是正整数.其中真命题是________.(写出所有真命题的序号)解析:①命题“若x+y=0,则x,y互为相反数”的逆命题为“若x,y互为相反数,则x+y=0”,显然①为真命题;②不全等的三角形的面积也可能相等,故②为假命题;③原命题正确,所以它的逆否命题也正确,故③为真命题;④若ab是正整数,但a,b不一定都是正整数,例如a=-1,b=-3,故④为假命题.答案:①③[谨记通法]1.写一个命题的其他三种命题时的2个注意点(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.2.命题真假的2种判断方法(1)联系已有的数学公式、定理、结论进行正面直接判断.(2)利用原命题与逆否命题,逆命题与否命题的等价关系进行判断.考点二充分必要条件的判定(重点保分型考点——师生共研)[典例引领]1.(2019·杭州高三四校联考)“a>-1”是“x2+ax+14>0(x∈R)”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解析:选A若x2+ax+14>0(x∈R),则a2-1<0,即-1<a<1,所以“a>-1”是“x2+ax+14>0(x∈R)”的必要不充分条件.故选A.2.(2019·杭州高三质检)设数列{a n}的通项公式为a n=kn+2(n∈N*),则“k>2”是“数列{a n}为单调递增数列”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法一:因为a n=kn+2(n∈N*),所以当k>2时,a n+1-a n=k>2,则数列{a n}为单调递增数列.若数列{a n}为单调递增数列,则a n+1-a n=k>0即可,所以“k>2”是“数列{a n}为单调递增数列”的充分不必要条件,故选A.法二:根据一次函数y=kx+b的单调性知,“数列{a n}为单调递增数列”的充要条件是“k>0”,所以“k>2”是“数列{a n}为单调递增数列”的充分不必要条件,故选A.[由题悟法]充要条件的3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成立的对象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,把判断的命题转化为其逆否命题进行判断.这个方法特别适合以否定形式给出的问题,如“xy ≠1”是“x ≠1或y ≠1”的某种条件,即可转化为判断“x =1且y =1”是“xy =1”的某种条件.[即时应用]1.设a >0,b >0,则“a 2+b 2≥1”是“a +b ≥ab +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:选B 因为a >0,b >0,所以a +b >0,ab +1>0,故不等式a +b ≥ab +1成立的充要条件是(ab +1)2≤(a +b )2,即a 2+b 2≥a 2b 2+1.显然,若a 2+b 2≥a 2b 2+1,则必有a 2+b 2≥1,反之则不成立,所以a 2+b 2≥1是a 2+b 2≥a 2b 2+1成立的必要不充分条件,即a 2+b 2≥1是a +b ≥ab +1成立的必要不充分条件.2.(2019·浙江期初联考)若a ,b ∈R ,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 |≥2D .b <-4解析:选D 对选项A ,若a =b =2,则|a |+|b |=2+2≥4,不能推出|a |+|b |>4;对选项B ,若a =4≥4,b =0,此时不能推出|a |+|b |>4;对选项C ,若a =2≥2,b =2≥2,此时不能推出|a |+|b |>4;对选项D ,由b <-4可得|a |+|b |>4,但由|a |+|b |>4得不到b <-4.故选D.3.(2019·宁波模拟)已知四边形ABCD 为梯形,AB ∥CD ,l 为空间一直线,则“l 垂直于两腰AD ,BC ”是“l 垂直于两底AB ,DC ”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 因为四边形ABCD 是梯形,且AB ∥CD ,所以腰AD ,BC 是交线,由直线与平面垂直的判定定理可知,当l 垂直于两腰AD ,BC 时,l 垂直于ABCD 所在平面,所以l 垂直于两底AB ,CD ,所以是充分条件;当l 垂直于两底AB ,CD ,由于AB ∥CD ,所以l 不一定垂直于ABCD 所在平面,所以l 不一定垂直于两腰AD ,BC ,所以不是必要条件.所以是充分不必要条件.考点三 充分必要条件的应用(重点保分型考点——师生共研)[典例引领]若不等式x -m +1x -2m<0成立的一个充分不必要条件是13<x <12,则实数m 的取值范围是______________.解析:令A =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x -m +1x -2m <0,B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪13<x <12. 因为不等式x -m +1x -2m <0成立的充分不必要条件是13<x <12,所以B ⊆A .①当m -1<2m ,即m >-1时,A ={x |m -1<x <2m }.由B ⊆A 得⎩⎪⎨⎪⎧ m -1≤13,2m ≥12,m >-1,解得14≤m ≤43;②当m -1=2m ,即m =-1时,A =∅,不满足B ⊆A ; ③当m -1>2m ,即m <-1时,A ={x |2m <x <m -1}. 由B ⊆A 得⎩⎪⎨⎪⎧2m ≤13,m -1≥12,m <-1,此时m 无解.综上,m 的取值范围为⎣⎡⎦⎤14,43. 答案:⎣⎡⎦⎤14,43[由题悟法]根据充要条件求参数的值或取值范围的关键点(1)先合理转化条件,常通过有关性质、定理、图象将恒成立问题和有解问题转化为最值问题等,得到关于参数的方程或不等式(组),再通过解方程或不等式(组)求出参数的值或取值范围.(2)求解参数的取值范围时,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解参数的取值范围时,不等式是否能够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.[即时应用]1.(2019·杭州名校大联考)已知条件p :|x +1|>2,条件q :x >a ,且綈p 是綈q 的充分不必要条件,则实数a 的取值范围是( )A .[1,+∞)B .(-∞,1]C .[-3,+∞)D .(-∞,-3]解析:选A 由|x +1|>2,可得x >1或x <-3,所以綈p :-3≤x ≤1;又綈q :x ≤a .因为綈p 是綈q 的充分不必要条件,所以a ≥1.2.已知“命题p :(x -m )2>3(x -m )”是“命题q :x 2+3x -4<0”成立的必要不充分条件,则实数m 的取值范围为________________.解析:命题p :x >m +3或x <m , 命题q :-4<x <1.因为p 是q 成立的必要不充分条件, 所以m +3≤-4或m ≥1, 故m ≤-7或m ≥1.答案:(-∞,-7]∪[1,+∞)一抓基础,多练小题做到眼疾手快 1.“(2x -1)x =0”是“x =0”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B 若(2x -1)x =0,则x =12或x =0,即不一定是x =0;若x =0,则一定能推出(2x -1)x =0.故“(2x -1)x =0”是“x =0”的必要不充分条件.2.设a ,b ∈R ,则“a 3>b 3且ab <0”是“1a >1b ”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 由a 3>b 3,知a >b ,由ab <0,知a >0>b ,所以此时有1a >1b ,故充分性成立;当1a >1b 时,若a ,b 同号,则a <b ,若a ,b 异号,则a >b ,所以必要性不成立.故选A. 3.设φ∈R ,则“φ=0”是“f (x )=cos(x +φ)(x ∈R )为偶函数”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 若φ=0,则f (x )=cos x 为偶函数;若f (x )=cos(x +φ)(x ∈R )为偶函数,则φ=k π(k ∈Z ).故“φ=0”是“f (x )=cos(x +φ)(x ∈R )为偶函数”的充分不必要条件.4.命题p :“若x 2<1,则x <1”的逆命题为q ,则p 与q 的真假性为( ) A .p 真q 真 B .p 真q 假 C .p 假q 真D .p 假q 假解析:选B q :若x <1,则x 2<1. ∵p :x 2<1,则-1<x <1.∴p 真,当x <1时,x 2<1不一定成立,∴q 假,故选B.5.若x >5是x >a 的充分条件,则实数a 的取值范围为( ) A .(5,+∞) B .[5,+∞) C .(-∞,5)D .(-∞,5] 解析:选D 由x >5是x >a 的充分条件知,{x |x >5}⊆{x |x >a },∴a ≤5,故选D. 二保高考,全练题型做到高考达标1.命题“若一个数是负数,则它的平方是正数”的逆命题是( ) A .“若一个数是负数,则它的平方不是正数” B .“若一个数的平方是正数,则它是负数” C .“若一个数不是负数,则它的平方不是正数” D .“若一个数的平方不是正数,则它不是负数”解析:选B 依题意得,原命题的逆命题是“若一个数的平方是正数,则它是负数”.2.命题“对任意实数x ∈[1,2],关于x 的不等式x 2-a ≤0恒成立”为真命题的一个必要不充分条件是( )A .a ≥4B .a ≤4C .a ≥3D .a ≤3解析:选C 即由“对任意实数x ∈[1,2],关于x 的不等式x 2-a ≤0恒成立”可推出选项,但由选项推不出“对任意实数x ∈[1,2],关于x 的不等式x 2-a ≤0恒成立”.因为x ∈[1,2],所以x 2∈[1,4],x 2-a ≤0恒成立,即x 2≤a ,因此a ≥4;反之亦然.故选C.3.有下列命题:①“若x +y >0,则x >0且y >0”的否命题; ②“矩形的对角线相等”的否命题;③“若m ≥1,则mx 2-2(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 B .②③④ C .①③④D .①④解析:选C ①的逆命题为“若x >0且y >0,则x +y >0”为真,故否命题为真; ②的否命题为“不是矩形的图形对角线不相等”,为假命题; ③的逆命题为,若mx 2-2(m +1)x +m +3>0的解集为R ,则m ≥1. ∵当m =0时,解集不是R ,∴应有⎩⎪⎨⎪⎧m >0,Δ<0, 即m >1.∴③是真命题;④原命题为真,逆否命题也为真.4.(2019·浙江名校联考信息卷)已知直线l 的斜率为k ,倾斜角为θ,则“0<θ≤π4”是“k ≤1”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 当0<θ≤π4时,0<k ≤1;反之,当k ≤1时,0≤θ≤π4或π2<θ<π.故“0<θ≤π4”是“k ≤1”的充分不必要条件,故选A.5.命题“对任意x ∈[1,2),x 2-a ≤0”为真命题的一个充分不必要条件可以是( ) A .a ≥4 B .a >4 C .a ≥1D .a >1解析:选B 要使“对任意x ∈[1,2),x 2-a ≤0”为真命题,只需要a ≥4,∴a >4是命题为真的充分不必要条件.6.命题“若a >b ,则ac 2>bc 2(a ,b ∈R )”,否命题的真假性为________.解析:命题的否命题为“若a ≤b ,则ac 2≤bc 2”. 若c =0,结论成立.若c ≠0,不等式ac 2≤bc 2也成立. 故否命题为真命题. 答案:真 7.下列命题:①“a >b ”是“a 2>b 2”的必要条件;②“|a |>|b |”是“a 2>b 2”的充要条件;③“a >b ”是“a +c >b +c ”的充要条件.其中是真命题的是________(填序号).解析:①a >b ⇒/ a 2>b 2,且a 2>b 2⇒/ a >b ,故①不正确; ②a 2>b 2⇔|a |>|b |,故②正确;③a >b ⇒a +c >b +c ,且a +c >b +c ⇒a >b ,故③正确. 答案:②③8.已知α,β∈(0,π),则“sin α+sin β<13”是“sin(α+β)<13”的________条件.解析:因为sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β<sin α+sin β,所以若sin α+sin β<13,则有sin(α+β)<13,故充分性成立;当α=β=π2时,有sin(α+β)=sin π=0<13,而sin α+sin β=1+1=2,不满足sin α+sin β<13,故必要性不成立.所以“sin α+sin β<13”是“sin(α+β)<13”的充分不必要条件.答案:充分不必要 9.已知p :实数m 满足m 2+12a 2<7am (a >0),q :方程x 2m -1+y 22-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 的取值范围是________.解析:由a >0,m 2-7am +12a 2<0,得3a <m <4a ,即p :3a <m <4a ,a >0.由方程x 2m -1+y 22-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q :1<m <32.因为p 是q 的充分不必要条件,所以⎩⎪⎨⎪⎧ 3a >1,4a ≤32或⎩⎪⎨⎪⎧3a ≥1,4a <32,解得13≤a ≤38,所以实数a 的取值范围是⎣⎡⎦⎤13,38. 答案:⎣⎡⎦⎤13,3810.已知集合A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫y ⎪⎪y =x 2-32x +1,x ∈⎣⎡⎦⎤34,2,B ={x |x +m 2≥1}.若“x ∈A ”是“x ∈B ”的充分条件,求实数m 的取值范围.解:y =x 2-32x +1=⎝⎛⎭⎫x -342+716,∵x ∈⎣⎡⎦⎤34,2, ∴716≤y ≤2, ∴A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫y ⎪⎪716≤y ≤2. 由x +m 2≥1,得x ≥1-m 2, ∴B ={x |x ≥1-m 2}.∵“x ∈A ”是“x ∈B ”的充分条件, ∴A ⊆B ,∴1-m 2≤716, 解得m ≥34或m ≤-34,故实数m 的取值范围是⎝⎛⎦⎤-∞,-34∪⎣⎡⎭⎫34,+∞. 三上台阶,自主选做志在冲刺名校 1.已知p :x ≥k ,q :3x +1<1,如果p 是q 的充分不必要条件,则实数k 的取值范围是( ) A .[2,+∞) B .(2,+∞) C .[1,+∞)D .(-∞,-1]解析:选B 由3x +1<1得,3x +1-1=2-x x +1<0,即(x -2)(x +1)>0,解得x <-1或x >2,由p 是q的充分不必要条件知,k >2,故选B.2.在整数集Z 中,被4除所得余数为k 的所有整数组成一个“类”,记为[k ]={4n +k |n ∈Z },k =0,1,2,3,则下列结论正确的为________(填序号).①2 018∈[2];②-1∈[3];③Z =[0]∪[1]∪[2]∪[3];④命题“整数a ,b 满足a ∈[1],b ∈[2],则a +b ∈[3]”的原命题与逆命题都正确;⑤“整数a ,b 属于同一类”的充要条件是“a -b ∈[0]”.解析:由“类”的定义[k ]={4n +k |n ∈Z },k =0,1,2,3,可知,只要整数m =4n +k ,n ∈Z ,k =0,1,2,3,则m ∈[k ],对于①中,2 018=4×504+2,所以2 018∈[2],所以符合题意;对于②中,-1=4×(-1)+3,所以符合题意;对于③中,所有的整数按被4除所得的余数分为四类,即余数分别为0,1,2,3的整数,即四“类”[0],[1],[2],[3],所以Z =[0]∪[1]∪[2]∪[3],所以符合题意;对于④中,原命题成立,但逆命题不成立,因为若a +b ∈[3],不妨设a =0,b =3,则此时a ∉[1]且b ∉[2],所以逆命题不成立,所以不符合题意;对于⑤中,因为“整数a ,b 属于同一类”,不妨设a =4m +k ,b =4n +k ,m ,n ∈Z ,且k =0,1,2,3,则a -b =4(m -n )+0,所以a -b ∈[0];反之,不妨设a =4m +k 1,b =4n +k 2,m ,n ∈Z ,k 1=0,1,2,3,k 2=0,1,2,3,则a -b =4(m -n )+(k 1-k 2),若a -b ∈[0],则k 1-k 2=0,即k 1=k 2,所以整数a ,b 属于同一类,故“整数a ,b 属于同一类”的充要条件是“a -b ∈[0]”,所以符合题意.答案:①②③⑤3.已知全集U =R ,非空集合A =⎩⎨⎧x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫x -2x -(3a +1)<0,B ={x |(x -a )(x -a 2-2)<0,命题p :x ∈A ,命题q :x ∈B .(1)当a =12时,若p 真q 假,求x 的取值范围; (2)若q 是p 的必要条件,求实数a 的取值范围.解:(1)当a =12时,A ={x |2<x <37},B ={x |12<x <146},因为p 真q 假. 所以(∁U B )∩A ={x |2<x ≤12}, 所以x 的取值范围为(2,12].(2)若q 是p 的必要条件,即p ⇒q ,可知A ⊆B . 因为a 2+2>a ,所以B ={x |a <x <a 2+2}. 当3a +1>2,即a >13时,A ={x |2<x <3a +1},应满足条件⎩⎪⎨⎪⎧a ≤2,a 2+2≥3a +1,解得13<a ≤3-52;当3a +1=2,即a =13时,A =∅,不符合题意;当3a +1<2,即a <13时,A ={x |3a +1<x <2},应满足条件⎩⎪⎨⎪⎧a ≤3a +1,a 2+2≥2解得-12≤a <13;综上所述,实数a 的取值范围为⎣⎡⎭⎫-12,13∪⎝ ⎛⎦⎥⎤13,3-52.命题点一 集合及其运算1.(2018·浙江高考)已知全集U ={1,2,3,4,5},A ={1,3},则∁U A =( ) A .∅ B .{1,3} C .{2,4,5}D .{1,2,3,4,5}解析:选C ∵U ={1,2,3,4,5},A ={1,3}, ∴∁U A ={2,4,5}.2.(2018·天津高考)设全集为R ,集合A ={x |0<x <2},B ={x |x ≥1},则A ∩(∁R B )=( ) A .{x |0<x ≤1} B .{x |0<x <1} C .{x |1≤x <2}D .{x |0<x <2}解析:选B ∵全集为R ,B ={x |x ≥1}, ∴∁R B ={x |x <1}. ∵集合A ={x |0<x <2}, ∴A ∩(∁R B )={x |0<x <1}.3.(2017·浙江高考)已知集合P ={x |-1<x <1},Q ={x |0<x <2},那么P ∪Q =( ) A .(-1,2) B .(0,1) C .(-1,0)D .(1,2)解析:选A 根据集合的并集的定义,得P ∪Q =(-1,2).4.(2018·全国卷Ⅲ)已知集合A ={x |x -1≥0},B ={0,1,2},则A ∩B =( ) A .{0} B .{1} C .{1,2}D .{0,1,2}解析:选C ∵A ={x |x -1≥0}={x |x ≥1},B ={0,1,2},∴A ∩B ={1,2}.5.(2018·全国卷Ⅱ)已知集合A ={(x ,y )|x 2+y 2≤3,x ∈Z ,y ∈Z },则A 中元素的个数为( ) A .9 B .8 C .5D .4解析:选A 将满足x 2+y 2≤3的整数x ,y 全部列举出来,即(-1,-1),(-1,0),(-1,1),(0,-1),(0,0),(0,1),(1,-1),(1,0),(1,1),共有9个.故选A.6.(2017·江苏高考)已知集合A ={1,2},B ={a ,a 2+3}.若A ∩B ={1},则实数a 的值为________. 解析:因为a 2+3≥3,所以由A ∩B ={1}得a =1,即实数a 的值为1. 答案:1命题点二 充要条件1.(2016·浙江高考)已知函数f (x )=x 2+bx ,则“b <0”是“f (f (x ))的最小值与f (x )的最小值相等”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∵f (x )=x 2+bx =⎝⎛⎭⎫x +b 22-b 24,当x =-b 2时,f (x )min =-b 24,又f (f (x ))=(f (x ))2+bf (x )=⎝⎛⎭⎫f (x )+b 22-b 24,当f (x )=-b 2时,f (f (x ))min =-b 24,当-b 2≥-b 24时,f (f (x ))可以取到最小值-b 24,即b 2-2b ≥0,解得b ≤0或b ≥2,故“b <0”是“f (f (x ))的最小值与f (x )的最小值相等”的充分不必要条件.选A.2.(2017·浙江高考)已知等差数列{a n }的公差为d ,前n 项和为S n ,则“d >0”是“S 4+S 6>2S 5”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C 因为{a n }为等差数列,所以S 4+S 6=4a 1+6d +6a 1+15d =10a 1+21d,2S 5=10a 1+20d ,S 4+S 6-2S 5=d ,所以d >0⇔S 4+S 6>2S 5.3.(2015·浙江高考)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.(2018·天津高考)设x ∈R ,则“⎪⎪⎪⎪x -12<12”是“x 3<1”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 由⎪⎪⎪⎪x -12<12,得0<x <1, 则0<x 3<1,即“⎪⎪⎪⎪x -12<12”⇒“x 3<1”; 由x 3<1,得x <1,当x ≤0时,⎪⎪⎪⎪x -12≥12, 即“x 3<1”⇒ / “⎪⎪⎪⎪x -12<12”. 所以“⎪⎪⎪⎪x -12<12”是“x 3<1”的充分而不必要条件. 5.(2017·天津高考)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 法一:由⎪⎪⎪⎪θ-π12<π12,得0<θ<π6, 故sin θ<12.由sin θ<12,得-7π6+2k π<θ<π6+2k π,k ∈Z ,推不出“⎪⎪⎪⎪θ-π12<π12”. 故“⎪⎪⎪⎪θ-π12<π12”是“sin θ<12”的充分而不必要条件. 法二:⎪⎪⎪⎪θ-π12<π12⇒0<θ<π6⇒sin θ<12,而当sin θ<12时,取θ=-π6,⎪⎪⎪⎪-π6-π12=π4>π12. 故“⎪⎪⎪⎪θ-π12<π12”是“sin θ<12”的充分而不必要条件. 6.(2018·北京高考)设a ,b 均为单位向量,则“|a -3b |=|3a +b |”是“a ⊥b ”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解析:选C 由|a -3b |=|3a +b |,得(a -3b )2=(3a +b )2, 即a 2+9b 2-6a ·b =9a 2+b 2+6a ·b . 又a ,b 均为单位向量,所以a 2=b 2=1,所以a ·b =0,能推出a ⊥b .由a ⊥b ,得|a -3b |=10,|3a +b |=10, 能推出|a -3b |=|3a +b |,所以“|a -3b |=|3a +b |”是“a ⊥b ”的充分必要条件. 命题点三 四种命题及其关系1.(2015·山东高考)设m ∈R ,命题“若m >0,则方程x 2+x -m =0有实根”的逆否命题是( ) A .若方程x 2+x -m =0有实根,则m >0 B .若方程x 2+x -m =0有实根,则m ≤0 C .若方程x 2+x -m =0没有实根,则m >0 D .若方程x 2+x -m =0没有实根,则m ≤0解析:选D 根据逆否命题的定义,命题“若m >0,则方程x 2+x -m =0有实根”的逆否命题是“若方程x 2+x -m =0没有实根,则m ≤0”.2.(2018·北京高考)能说明“若a >b ,则1a <1b ”为假命题的一组a ,b 的值依次为________. 解析:只要保证a 为正b 为负即可满足要求. 当a >0>b 时,1a >0>1b .答案:1,-1(答案不唯一)3.(2017·北京高考)能够说明“设a ,b ,c 是任意实数.若a >b >c ,则a +b >c ”是假命题的一组整数a ,b ,c 的值依次为________.解析:因为“设a ,b ,c 是任意实数.若a >b >c ,则a +b >c ”是假命题, 则它的否定“设存在实数a ,b ,c .若a >b >c ,则a +b ≤c ”是真命题. 由于a >b >c ,所以a +b >2c ,又a +b ≤c ,所以c <0. 因此a ,b ,c 依次可取整数-1,-2,-3,满足a +b ≤c . 答案:-1,-2,-3(答案不唯一)。
第二讲函数的图象与性质年份卷别考查角度及命题位置命题分析2018Ⅱ卷函数图象的识别·T3 1.高考对此部分内容的命题多集中于函数的概念、函数的性质及分段函数等方面,多以选择、填空题形式考查,一般出现在第5~10或第13~15题的位置上,难度一般.主要考查函数的定义域,分段函数求值或分段函数中参数的求解及函数图象的判断.2.此部分内容有时出现在选择、填空题压轴题的位置,多与导数、不等式、创新性问题结合命题,难度较大.函数奇偶性、周期性的应用·T11Ⅲ卷函数图象的识别·T72017Ⅰ卷函数单调性、奇偶性与不等式解法·T5Ⅲ卷分段函数与不等式解法·T152016Ⅰ卷函数的图象判断·T7Ⅱ卷函数图象的对称性·T12函数及其表示授课提示:对应学生用书第5页[悟通——方法结论]求解函数的定义域时要注意三式——分式、根式、对数式,分式中的分母不为零,偶次方根中的被开方数非负,对数的真数大于零.底数大于零且不大于1.解决此类问题的关键在于准确列出不等式(或不等式组),求解即可.确定条件时应先看整体,后看部分,约束条件一个也不能少.[全练——快速解答]1.(2016·高考全国卷Ⅱ)以下函数中,其定义域和值域分别与函数y=10lg x的定义域和值域相同的是( )A.y=x B.y=lg xC .y =2xD .y =1x解析:函数y =10lg x的定义域与值域均为(0,+∞).结合选项知,只有函数y =1x的定义域与值域均为(0,+∞).应选D.答案:D2.(2018·某某名校联考)函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧f (x -4),x >2,e x,-2≤x ≤2,f (-x ),x <-2,那么f (-2 017)=( )A .1B .eC .1eD .e 2解析:由题意f (-2 017)=f (2 017),当x >2时,4是函数f (x )的周期,所以f (2 017)=f (1+4×504)=f (1)=e.答案:B3.函数f (x )=x -1ln (1-ln x )的定义域为________.解析:由函数解析式可知,x 需满足⎩⎪⎨⎪⎧x -1≥01-ln x >0x >01-ln x ≠1,解得1<xf (x )=x -1ln (1-ln x )的定义域为(1,e).答案:(1,e)4.(2017·高考全国卷Ⅲ)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,x ≤0,2x,x >0,那么满足f (x )+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12>1的x 的取值X 围是__________.解析: 当x ≤0时,原不等式为x +1+x +12>1,解得x >-14,∴-14<x ≤0.当0<x ≤12时,原不等式为2x+x +12>1,显然成立.当x >12时,原不等式为2x+2x -12>1,显然成立.综上可知,x 的取值X 围是⎝ ⎛⎭⎪⎫-14,+∞.答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫-14,+∞求函数的定义域,其实质就是以函数解析式所含运算有意义为准那么,列出不等式或不等式组,然后求出解集即可.2.分段函数问题的5种常见类型及解题策略 常见类型 解题策略求函数值弄清自变量所在区间,然后代入对应的解析式,求“层层套〞的函数值,要从最内层逐层往外计算求函数最值 分别求出每个区间上的最值,然后比较大小解不等式根据分段函数中自变量取值X 围的界定,代入相应的解析式求解,但要注意取值X 围的大前提求参数 “分段处理〞,采用代入法列出各区间上的方程利用函数性质求值必须依据条件找到函数满足的性质,利用该性质求解函数图象及应用授课提示:对应学生用书第5页[悟通——方法结论]1.作函数图象有两种基本方法:一是描点法、二是图象变换法,其中图象变换有平移变换、伸缩变换、对称变换等.2.利用函数图象可以判断函数的单调性、奇偶性,作图时要准确画出图象的特点.(1)(2017·高考全国卷Ⅰ)函数y =sin 2x1-cos x的部分图象大致为( )解析:令函数f (x )=sin 2x 1-cos x ,其定义域为{x |x ≠2k π,k ∈Z },又f (-x )=sin (-2x )1-cos (-x )=-sin 2x 1-cos x =-f (x ),所以f (x )=sin 2x1-cos x 为奇函数,其图象关于原点对称,故排除B ;因为f (1)=sin 2 1-cos 1>0,f (π)=sin 2π1-cos π=0,故排除A 、D ,选C.答案:C(2)(2017·高考全国卷Ⅲ)函数y =1+x +sin xx2的部分图象大致为( )解析:法一:易知函数g (x )=x +sin xx2是奇函数,其函数图象关于原点对称,所以函数y =1+x +sin xx2的图象只需把g (x )的图象向上平移一个单位长度,结合选项知选D.法二:当x →+∞时,sin x x 2→0,1+x →+∞,y =1+x +sin xx2→+∞,故排除选项B.当0<x <π2时,y =1+x +sin xx2>0,故排除选项A 、C.选D.答案:D由函数解析式识别函数图象的策略[练通——即学即用]1.(2018·高考全国卷Ⅲ)函数y =-x 4+x 2+2的图象大致为( )解析:法一:ƒ′(x )=-4x 3+2x ,那么ƒ′(x )>0的解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-22∪⎝ ⎛⎭⎪⎫0,22,ƒ(x )单调递增;ƒ′(x )<0的解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫-22,0∪⎝ ⎛⎭⎪⎫22,+∞,ƒ(x )单调递减. 应选D.法二:当x =1时,y =2,所以排除A ,B 选项.当x =0时,y =2,而当x =12时,y =-116+14+2=2316>2,所以排除C 选项.应选D. 答案:D 2.函数f (x )=⎝⎛⎭⎪⎫21+e x -1cos x 的图象的大致形状是( )解析:∵f (x )=⎝⎛⎭⎪⎫21+e x -1cos x ,∴f (-x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫21+e -x -1cos(-x )=-⎝ ⎛⎭⎪⎫21+e x -1cosx =-f (x ),∴函数f (x )为奇函数,其图象关于原点对称,可排除选项A ,C ,又当x ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2时,e x >e 0=1,21+ex -1<0,cos x >0,∴f (x )<0,可排除选项D ,应选B.答案:B3.(2018·某某调研)函数f (x )的图象如下图,那么f (x )的解析式可以是( )A .f (x )=ln|x |xB .f (x )=e xxC .f (x )=1x2-1D .f (x )=x -1x解析:由函数图象可知,函数f (xf (x )=x -1x,那么当x →+∞时,f (x )→+∞,排除D ,应选A.答案:A函数的性质及应用授课提示:对应学生用书第6页[悟通——方法结论]1.判断函数单调性的一般规律对于选择、填空题,假设能画出图象,一般用数形结合法;而对于由基本初等函数通过加、减运算或复合运算而成的函数常转化为基本初等函数单调性的判断问题;对于解析式为分式、指数函数式、对数函数式等较复杂的函数,用导数法;对于抽象函数,一般用定义法.2.函数的奇偶性(1)确定函数的奇偶性,务必先判断函数的定义域是否关于原点对称.(2)奇函数的图象关于原点对称,偶函数的图象关于y轴对称.3.记住几个周期性结论(1)假设函数f(x)满足f(x+a)=-f(x)(a>0),那么f(x)为周期函数,且2a是它的一个周期.(2)假设函数f(x)满足f(x+a)=1f(x)(a>0),那么f(x)为周期函数,且2a是它的一个周期.(1)(2017·高考全国卷Ⅱ)函数f(x)=ln(x2-2x-8)的单调递增区间是( )A.(-∞,-2) B.(-∞,1)C.(1,+∞)D.(4,+∞)解析:由x2-2x-8>0,得x>4或x<-2.因此,函数f(x)=ln(x2-2x-8)的定义域是(-∞,-2)∪(4,+∞).注意到函数y=x2-2x-8在(4,+∞)上单调递增,由复合函数的单调性知,f(x)=ln(x2-2x-8)的单调递增区间是(4,+∞).答案:D(2)(2017·高考全国卷Ⅰ)函数f(x)在(-∞,+∞)单调递减,且为奇函数.假设f(1)=-1,那么满足-1≤f(x-2)≤1的x的取值X围是( )A.[-2,2] B.[-1,1]C.[0,4] D.[1,3]解析:∵f(x)为奇函数,∴f(-x)=-f(x).∵f(1)=-1,∴f(-1)=-f(1)=1.故由-1≤f(x-2)≤1,得f(1)≤f(x-2)≤f(-1).又f(x)在(-∞,+∞)单调递减,∴-1≤x-2≤1,∴1≤x≤3.答案:D(3)(2018·高考全国卷Ⅲ)函数ƒ(x )=ln(1+x 2-x )+1,ƒ(a )=4,那么ƒ(-a )=________.解析:∵ƒ(x )+ƒ(-x )=ln(1+x 2-x )+1+ln(1+x 2+x )+1=ln(1+x 2-x 2)+2=2,∴ƒ(a )+ƒ(-a )=2,∴ƒ(-a )=-2. 答案:-21.掌握判断函数单调性的常用方法数形结合法、结论法(“增+增〞得增、“减+减〞得减及复合函数的“同增异减〞)、定义法和导数法.2.熟知函数奇偶性的3个特点(1)奇函数的图象关于原点对称,偶函数的图象关于y 轴对称. (2)确定函数的奇偶性,务必先判断函数的定义域是否关于原点对称. (3)对于偶函数而言,有f (-x )=f (x )=f (|x |).3.周期性:利用周期性可以转化函数的解析式、图象和性质,把不在区间上的问题,转化到区间上求解.4.注意数形结合思想的应用.[练通——即学即用]1.(2018·某某模拟)以下函数中,既是奇函数又在(0,+∞)上单调递增的是( ) A .y =e x+e -xB .y =ln(|x |+1)C .y =sin x |x |D .y =x -1x解析:选项A 、B 显然是偶函数,排除;选项C 是奇函数,但在(0,+∞)上不是单调递增函数,不符合题意;选项D 中,y =x -1x 是奇函数,且y =x 和y =-1x在(0,+∞)上均为增函数,故y =x -1x在(0,+∞)上为增函数,所以选项D 正确.答案:D2.(2018·某某八中摸底)函数y =f (x )在区间[0,2]上单调递增,且函数f (x +2)是偶函数,那么以下结论成立的是( )A .f (1)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫72B .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫72<f (1)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52C .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫72<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52<f (1)D .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52<f (1)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫72 解析:因为函数f (x +2)是偶函数, 所以f (x +2)=f (-x +2), 即函数f (x )的图象关于x =2对称. 又因为函数y =f (x )在[0,2]上单调递增, 所以函数y =f (x )在区间[2,4]上单调递减. 因为f (1)=f (3),72>3>52,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫72<f (3)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52, 即f ⎝ ⎛⎭⎪⎫72<f (1)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52. 答案:B授课提示:对应学生用书第116页一、选择题1.以下四个函数: ①y =3-x ;②y =2x -1(x >0);③y =x 2+2x -10;④y =⎩⎪⎨⎪⎧x (x ≤0),1x(x >0).其中定义域与值域相同的函数的个数为( )A .1B .2C .3D .4解析:①y =3-x 的定义域和值域均为R ,②y =2x -1(x >0)的定义域为(0,+∞),值域为⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞,③y =x 2+2x -10的定义域为R ,值域为[-11,+∞),④y =⎩⎪⎨⎪⎧x (x ≤0),1x(x >0)的定义域和值域均为R ,所以定义域与值域相同的函数是①④,共有2个,应选B.答案:B2.设定义在R 上的奇函数y =f (x )满足对任意的x ∈R ,都有f (x )=f (1-x ),且当x ∈[0,12]时,f (x )=(x +1),那么f (3)+f (-32)的值为( )A .0B .1C .-1D .2解析:由于函数f (x )是奇函数,所以f (x )=f (1-x )⇒f (x )=-f (x +1)⇒f (x +1)=-f (x )⇒f (x +2)=f (x ),所以f (3)=f (1)=f (1-1)=f (0)=0,f (-32)=f (12)=32f (3)+f (-32)=-1.答案:C3.函数f (x )=1+ln ()x 2+2的图象大致是( )解析:因为f (0)=1+ln 2>0,即函数f (x )的图象过点(0,ln 2),所以排除A 、B 、C ,选D.答案:D4.(2017·高考某某卷)奇函数f (x )在R 上是增函数,g (x )=xf (x ).假设a =g (-log 2 5.1),b =g (2),c =g (3),那么a ,b ,c 的大小关系为( )A .a <b <cB .c <b <aC .b <a <cD .b <c <a解析:奇函数f (x )在R 上是增函数,当x >0时,f (x )>f (0)=0,当x 1>x 2>0时,f (x 1)>f (x 2)>0,∴x 1f (x 1)>x 2f (x 2),∴g (x )在(0,+∞)上单调递增,且g (x )=xf (x )是偶函数,∴a =g (-log 2 5.1)=g (log 2 5.1).易知2<log 2 5.1<3,1<2<2,由g (x )在(0,+∞)上单调递增,得g (2)<g (log 2 5.1)<g (3),∴b <a <c ,应选C.答案:C5.(2018·某某模拟)函数f (x )=e xx 的图象大致为( )解析:由f (x )=e x x ,可得f ′(x )=x e x -e x x 2=(x -1)e x x2, 那么当x ∈(-∞,0)和x ∈(0,1)时,f ′(x )<0,f (x )单调递减;当x ∈(1,+∞)时,f ′(x )>0,f (x )单调递增.又当x <0时,f (x )<0,应选B.答案:B6.定义在R 上的奇函数f (x )满足f (x -4)=-f (x ),且在区间[0,2]上是增函数,那么( )A .f (-25)<f (11)<f (80)B .f (80)<f (11)<f (-25)C .f (11)<f (80)<f (-25)D .f (-25)<f (80)<f (11)解析:因为f (x )满足f (x -4)=-f (x ),所以f (x -8)=f (x ),所以函数f (x )是以8为周期的周期函数,那么f (-25)=f (-1),f (80)=f (0),f (11)=f (3).由f (x )是定义在R 上的奇函数,且满足f (x -4)=-f (x ),得f (11)=f (3)=-f (-1)=f (1).因为f (x )在区间[0,2]上是增函数,f (x )在R 上是奇函数,所以f (x )在区间[-2,2]上是增函数,所以f (-1)<f (0)<f (1),即f (-25)<f (80)<f (11).答案:D7.(2018·某某模拟)函数f (x )=ex -1+4x -4,g (x )=ln x -1x ,假设f (x 1)=g (x 2)=0,那么( )A .0<g (x 1)<f (x 2)B .f (x 2)<g (x 1)<0C .f (x 2)<0<g (x 1)D .g (x 1)<0<f (x 2) 解析:易知f (x )=e x -1+4x -4,g (x )=ln x -1x在各自的定义域内是增函数,而f (0)=e -1+0-4=1e -4<0,f (1)=e 0+4×1-4=1>0,g (1)=ln 1-11=-1<0,g (2)=ln 2-12=ln 2e f (x 1)=g (x 2)=0,所以0<x 1<1,1<x 2<2,所以f (x 2)>f (1)>0,g (x 1)<g (1)<0,故g (x 1)<0<f (x 2).答案:D8.函数f (x )=(x 2-2x )·sin(x -1)+x +1在[-1,3]上的最大值为M ,最小值为m ,那么M +m =( )A .4B .2C .1D .0 解析:f (x )=[(x -1)2-1]sin(x -1)+x -1+2,令t =x -1,g (t)=(t 2-1)sin t +t ,那么y =f (x )=g (t)+2,t ∈[-2,2].显然M =g (t)max +2,m =g (t)min +2.又g (t)为奇函数,那么g (t)max +g (t)min =0,所以M +m =4,应选A.答案:A9.g (x )是定义在R 上的奇函数,且当x <0时,g (x )=-ln(1-x ),函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ x 3,x ≤0,g (x ),x >0,假设f (2-x 2)>f (x ),那么x 的取值X 围是( ) A .(-∞,-2)∪(1,+∞)B .(-∞,1)∪(2,+∞)C .(-2,1)D .(1,2)解析:因为g (x )是定义在R 上的奇函数,且当x <0时,g (x )=-ln(1-x ),所以当x >0时,-x <0,g (-x )=-ln(1+x ),即当x >0时,g (x )=ln(1+x ),那么函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ x 3,x ≤0,ln (1+x ),x >0,作出函数f (x )的图象,如图:由图象可知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ x 3,x ≤0,ln (1+x ),x >0在(-∞,+∞)上单调递增. 因为f (2-x 2)>f (x ),所以2-x 2>x ,解得-2<x <1,应选C.答案:C10.(2018·高考全国卷Ⅱ)ƒ(x )是定义域为(-∞,+∞)的奇函数,满足ƒ(1-x )=ƒ(1+x ).假设ƒ(1)=2,那么ƒ(1)+ƒ(2)+ƒ(3)+…+ƒ(50)=( )A .-50B .0C .2D .50解析:∵ƒ(x )是奇函数,∴ƒ(-x )=-ƒ(x ),∴ƒ(1-x )=-ƒ(x -1).由ƒ(1-x )=ƒ(1+x ),∴-ƒ(x -1)=ƒ(x +1),∴ƒ(x +2)=-ƒ(x ),∴ƒ(x +4)=-ƒ(x +2)=-[-ƒ(x )]=ƒ(x ),∴函数ƒ(x )是周期为4的周期函数.由ƒ(x )为奇函数得ƒ(0)=0.又∵ƒ(1-x )=ƒ(1+x ),∴ƒ(x )的图象关于直线x =1对称,∴ƒ(2)=ƒ(0)=0,∴ƒ(-2)=0.又ƒ(1)=2,∴ƒ(-1)=-2,∴ƒ(1)+ƒ(2)+ƒ(3)+ƒ(4)=ƒ(1)+ƒ(2)+ƒ(-1)+ƒ(0)=2+0-2+0=0,∴ƒ(1)+ƒ(2)+ƒ(3)+ƒ(4)+…+ƒ(49)+ƒ(50)=0×12+ƒ(49)+ƒ(50)=ƒ(1)+ƒ(2)=2+0=2.应选C.答案:C11.定义在R 上的函数f (x )对任意0<x 2<x 1都有f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<1,且函数y =f (x )的图象关于原点对称,假设f (2)=2,那么不等式f (x )-x >0的解集是( )A .(-2,0)∪(0,2)B .(-∞,-2)∪(2,+∞)C .(-∞,-2)∪(0,2)D .(-2,0)∪(2,+∞) 解析:由f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<1, 可得[f (x 1)-x 1]-[f (x 2)-x 2]x 1-x 2<0.令F (x )=f (x )-x ,由题意知F (x )在(-∞,0),(0,+∞)上是减函数,又是奇函数,且F (2)=0,F (-2)=0,所以结合图象,令F (x )>0,得x <-2或0<x <2,应选C.答案:C12.(2018·某某三市联考)函数f (x )=e |x |,函数g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ e x ,x ≤4,4e 5-x ,x >4对任意的x ∈[1,m ](m >1),都有f (x -2)≤g (x ),那么m 的取值X 围是( )A .(1,2+ln 2) B.⎝ ⎛⎭⎪⎫2,72+ln 2 C .(ln 2,2] D.⎝ ⎛⎦⎥⎤1,72+ln 2 解析:作出函数y 1=e |x -2|和y =g (x )的图象,如下图,由图可知当x=1时,y 1=g (1),又当x =4时,y 1=e 2<g (4)=4e ,当x >4时,由ex -2≤4e 5-x ,得e 2x -7≤4,即2x -7≤ln 4,解得x ≤72+ln 2,又m >1,∴1<m ≤72+ln 2.答案:D二、填空题13.设f (x )是周期为2的奇函数,当0≤x ≤1时,f (x )=2x (1-x ),那么f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-52=________.解析:由题意得f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-52=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2-52=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=-f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=-12. 答案:-1214.假设函数f (x )=x (x -1)(x +a )为奇函数,那么a =________.解析:法一:因为函数f (x )=x (x -1)(x +a )为奇函数,所以f (-x )=-f (x )对x ∈R 恒成立,所以-x ·(-x -1)(-x +a )=-x (x -1)(x +a )对x ∈R 恒成立,所以x (a -1)=0对x ∈R 恒成立,所以a =1.法二:因为函数f (x )=x (x -1)(x +a )为奇函数,所以f (-1)=-f (1),所以-1×(-1-1)×(-1+a )=-1×(1-1)×(1+a ),解得a =1.答案:115.函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ (1-2a )x +3a ,x <1,2x -1,x ≥1的值域为R ,那么实数a 的取值X 围是________.解析: 当x ≥1时,f (x )=2x -1≥1,∵函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ (1-2a )x +3a ,x <1,2x -1,x ≥1的值域为R ,∴当x <1时,(1-2a )x +3a 必须取遍(-∞,1)内的所有实数,那么⎩⎪⎨⎪⎧ 1-2a >0,1-2a +3a ≥1,解得0≤a <12. 答案:⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,12 16.如图放置的边长为1的正方形PABC 沿x 轴滚动,点B 恰好经过原点,设顶点P (x ,y )的轨迹方程是y =f (x ),那么对函数y =f (x )有以下判断:①函数y =f (x )是偶函数;②对任意的x ∈R ,都有f (x +2)=f (x -2);③函数y =f (x )在区间[2,3]上单调递减;④函数y =f (x )在区间[4,6]上是减函数.其中判断正确的序号是________.解析:如图,从函数y =f (x )的图象可以判断出,图象关于y 轴对称,每4个单位图象重复出现一次,在区间[2,3]上,随x 增大,图象是往上的,在区间[4,6]上图象是往下的,所以①②④正确,③错误.答案:①②④。
§1.2充要条件、全称量词与存在量词最新考纲 1.理解必要条件、充分条件与充要条件的意义.2.通过生活和数学中的丰富实例,理解全称量词和存在量词的意义,能正确地对含有一个量词的命题进行否定.1.充分条件、必要条件与充要条件的概念若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⇒q且q⇏pp是q的必要不充分条件p⇏q且q⇒pp是q的充要条件p⇔qp是q的既不充分也不必要条件p⇏q且q⇏p(1)全称量词:短语“所有的”“任意一个”等在逻辑中通常叫做全称量词,用符号“∀”表示.(2)存在量词:短语“存在一个”“至少有一个”等在逻辑中通常叫做存在量词,用符号“∃”表示.3.全称命题、特称命题及含一个量词的命题的否定命题名称语言表示符号表示命题的否定全称命题对M中任意一个x,有p(x)成立∀x∈M,p(x)∃x0∈M,綈p(x0)特称命题存在M中的一个x0,使p(x0)成立∃x0∈M,p(x0)∀x∈M,綈p(x)概念方法微思考若条件p,q以集合的形式出现,即A={x|p(x)},B={x|q(x)},则由A⊆B可得,p是q 的充分条件,请写出集合A,B的其他关系对应的条件p,q的关系.提示若A B,则p是q的充分不必要条件;若A⊇B,则p是q的必要条件;若A B ,则p 是q 的必要不充分条件; 若A =B ,则p 是q 的充要条件;若A ⊈B 且A ⊉B ,则p 是q 的既不充分也不必要条件.题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)q 是p 的必要条件时,p 是q 的充分条件.( √ )(2)若p 是q 的充要条件,则命题p 和q 是两个等价命题.( √ ) (3)全称命题一定含有全称量词.( × )(4)∃x 0∈M ,p (x 0)与∀x ∈M ,綈p (x )的真假性相反.( √ ) 题组二 教材改编2.命题“正方形都是矩形”的否定是___________________________. 答案 存在一个正方形,这个正方形不是矩形3.“x -3=0”是“(x -3)(x -4)=0”的______条件.(填“充分不必要”“必要不充分”“充要”“既不充分也不必要”) 答案 充分不必要 题组三 易错自纠4.(2018·某某质检)命题“∃x 0∈R ,x 20-x 0-1>0”的否定是( ) A .∀x ∈R ,x 2-x -1≤0B.∀x ∈R ,x 2-x -1>0 C .∃x 0∈R ,x 20-x 0-1≤0D.∃x 0∈R ,x 20-x 0-1≥0 答案 A5.已知p :x >a 是q :2<x <3的必要不充分条件,则实数a 的取值X 围是________. 答案 (-∞,2]解析 由已知,可得{x |2<x <3}{x |x >a }, ∴a ≤2.6.若“∀x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4,tan x ≤m ”是真命题,则实数m 的最小值为________.答案 1解析 ∵函数y =tan x 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4上是增函数,∴y max =tan π4=1.依题意知,m ≥y max ,即m ≥1.∴m 的最小值为1.题型一 充分、必要条件的判定例1 (1)已知α,β均为第一象限角,那么“α>β”是“sin α>sin β”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 D解析 取α=7π3,β=π3,α>β成立,而sin α=sin β,sin α>sin β不成立.∴充分性不成立;取α=π3,β=13π6,sin α>sin β,但α<β,必要性不成立.故“α>β”是“sin α>sin β”的既不充分也不必要条件.(2)已知条件p :x >1或x <-3,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 答案 A解析 由5x -6>x 2,得2<x <3,即q :2<x <3. 所以q ⇒p ,p ⇏q ,所以q 是p 的充分不必要条件,故选A. 思维升华 充分条件、必要条件的三种判定方法(1)定义法:根据p ⇒q ,q ⇒p 进行判断,适用于定义、定理判断性问题.(2)集合法:根据p ,q 成立的对象的集合之间的包含关系进行判断,多适用于命题中涉及字母X 围的推断问题.跟踪训练1 (1)(2018·某某省某某一中月考)王安石在《游褒禅山记》中写道“世之奇伟、瑰怪,非常之观,常在于险远,而人之所罕至焉,故非有志者不能至也”,请问“有志”是到达“奇伟、瑰怪,非常之观”的( ) A .充要条件B .既不充分也不必要条件 C .充分不必要条件D .必要不充分条件 答案 D解析 非有志者不能至,是必要条件;但“有志”也不一定“能至”,不是充分条件. (2)(2018·某某模拟)若集合A ={x |1<x <2},B ={x |x >b ,b ∈R },则A ⊆B 的一个充分不必要条件是( ) A .b ≥2B.1<b ≤2C .b ≤1D.b <1 答案 D解析 ∵A ={x |1<x <2},B ={x |x >b ,b ∈R },∴A ⊆B 的充要条件是b ≤1,∴b <1是A ⊆B 的充分不必要条件,故选D.题型二 含有一个量词的命题命题点1 全称命题、特称命题的真假例2 (1)(2018·某某模拟)下列四个命题中真命题是( ) A .∀n ∈R ,n 2≥nB .∃n 0∈R ,∀m ∈R ,m ·n 0=mC .∀n ∈R ,∃m 0∈R ,m 20<n D .∀n ∈R ,n 2<n 答案 B解析 对于选项A ,令n =12,即可验证其不正确;对于选项C ,D ,可令n =-1加以验证,均不正确,故选B.(2)下列命题中的假命题是( ) A .∀x ∈R,2x -1>0B .∀x ∈N *,(x -1)2>0C .∃x 0∈R ,lg x 0<1D .∃x 0∈R ,tan x 0=2 答案 B解析 当x ∈N *时,x -1∈N ,可得(x -1)2≥0,当且仅当x =1时取等号,故B 不正确;易知A ,C ,D 正确,故选B.命题点2 含一个量词的命题的否定例3 (1)已知命题p :“∃x 0∈R ,0e x-x 0-1≤0”,则綈p 为( ) A .∃x 0∈R ,0e x-x 0-1≥0 B .∃x 0∈R ,0e x-x 0-1>0 C .∀x ∈R ,e x -x -1>0 D .∀x ∈R ,e x -x -1≥0 答案 C解析 根据全称命题与特称命题的否定关系,可得綈p 为“∀x ∈R ,e x-x -1>0”,故选C. (2)(2018·某某质检)已知命题p :∀x 1,x 2∈R ,[f (x 2)-f (x 1)](x 2-x 1)≥0,则綈p 是( ) A .∃x 1,x 2∈R ,[f (x 2)-f (x 1)](x 2-x 1)≤0 B .∀x 1,x 2∈R ,[f (x 2)-f (x 1)](x 2-x 1)≤0C .∃x 1,x 2∈R ,[f (x 2)-f (x 1)](x 2-x 1)<0D .∀x 1,x 2∈R ,[f (x 2)-f (x 1)](x 2-x 1)<0 答案 C解析 已知全称命题p :∀x 1,x 2∈R ,[f (x 2)-f (x 1)]·(x 2-x 1)≥0,则綈p :∃x 1,x 2∈R , [f (x 2)-f (x 1)](x 2-x 1)<0,故选C.思维升华 (1)判定全称命题“∀x ∈M ,p (x )”是真命题,需要对集合M 中的每一个元素x ,证明p (x )成立;要判断特称命题是真命题,只要在限定集合内找到一个x =x 0,使p (x 0)成立.(2)对全(特)称命题进行否定的方法①找到命题所含的量词,没有量词的要结合命题的含义先加上量词,再改变量词; ②对原命题的结论进行否定.跟踪训练2 (1)(2018·东北三校联考)下列命题中是假命题的是( ) A .∃x 0∈R ,log 2x 0=0B .∃x 0∈R ,cos x 0=1 C .∀x ∈R ,x 2>0D .∀x ∈R,2x>0 答案 C解析 因为log 21=0,cos0=1,所以选项A ,B 均为真命题,02=0,选项C 为假命题,2x>0,选项D 为真命题,故选C.(2)已知命题p :∃x 0∈R ,log 2(03x+1)≤0,则( ) A .p 是假命题;綈p :∀x ∈R ,log 2(3x+1)≤0 B .p 是假命题;綈p :∀x ∈R ,log 2(3x+1)>0 C .p 是真命题;綈p :∀x ∈R ,log 2(3x+1)≤0 D .p 是真命题;綈p :∀x ∈R ,log 2(3x+1)>0 答案 B解析 因为3x >0,所以3x +1>1,则log 2(3x +1)>0,所以p 是假命题;綈p :∀x ∈R ,log 2(3x+1)>0.故选B.题型三 充分、必要条件的应用例4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,求m 的取值X 围.解 由x 2-8x -20≤0,得-2≤x ≤10, ∴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, ∴0≤m ≤3.1+m ≤10,∴当0≤m ≤3时,x ∈P 是x ∈S 的必要条件, 即所求m 的取值X 围是[0,3]. 引申探究若本例条件不变,问是否存在实数m ,使x ∈P 是x ∈S 的充要条件. 解 若x ∈P 是x ∈S 的充要条件,则P =S ,∴⎩⎪⎨⎪⎧1-m =-2,1+m =10,方程组无解,即不存在实数m ,使x ∈P 是x ∈S 的充要条件.思维升华 充分条件、必要条件的应用,一般表现在参数问题的求解上.解题时需注意: (1)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)要注意区间端点值的检验.跟踪训练3 (1)若“x >2m 2-3”是“-1<x <4”的必要不充分条件,则实数m 的取值X 围是__________. 答案 [-1,1]解析 依题意,可得(-1,4)(2m 2-3,+∞), 所以2m 2-3≤-1,解得-1≤m ≤1.(2)设n ∈N *,则一元二次方程x 2-4x +n =0有整数根的充要条件是n =________. 答案 3或4解析 由Δ=16-4n ≥0,得n ≤4, 又n ∈N *,则n =1,2,3,4. 当n =1,2时,方程没有整数根; 当n =3时,方程有整数根1,3,当n =4时,方程有整数根2.综上可知,n =3或4. 题型四 命题中参数的取值X 围例5已知f (x )=ln(x 2+1),g (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -m ,若对∀x 1∈[0,3],∃x 2∈[1,2],使得f (x 1)≥g (x 2),则实数m 的取值X 围是________________.答案 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫14,+∞ 解析 当x ∈[0,3]时,f (x )min =f (0)=0,当x ∈[1,2]时,g (x )min =g (2)=14-m ,由f (x )min ≥g (x )min ,得0≥14-m ,所以m ≥14.引申探究本例中,若将“∃x 2∈[1,2]”改为“∀x 2∈[1,2]”,其他条件不变,则实数m 的取值X 围是________________.答案 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞ 解析 当x ∈[1,2]时,g (x )max =g (1)=12-m ,由f (x )min ≥g (x )max ,得0≥12-m ,∴m ≥12.思维升华 对于含量词的命题中求参数的取值X 围的问题,可根据命题的含义,利用函数值域(或最值)解决.跟踪训练4(1)已知命题“∀x ∈R ,x 2-5x +152a >0”的否定为假命题,则实数a 的取值X 围是______________.答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫56,+∞ 解析 由“∀x ∈R ,x 2-5x +152a >0”的否定为假命题,可知原命题必为真命题,即不等式x 2-5x +152a >0对任意实数x 恒成立.设f (x )=x 2-5x +152a ,则其图象恒在x 轴的上方.故Δ=25-4×152a <0,解得a >56,即实数a 的取值X 围为⎝ ⎛⎭⎪⎫56,+∞.(2)已知c >0,且c ≠1,设命题p :函数y =c x为减函数.命题q :当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2时,函数f (x )=x +1x >1c恒成立.如果p 和q 有且只有一个是真命题,则c 的取值X 围为________________.答案 ⎝ ⎛⎦⎥⎤0,12∪(1,+∞)解析 由命题p 为真知,0<c <1, 由命题q 为真知,2≤x +1x ≤52,要使x +1x >1c 恒成立,需1c <2,即c >12,当p 真q 假时,c 的取值X 围是0<c ≤12;当p 假q 真时,c 的取值X 围是c >1.综上可知,c 的取值X 围是⎝ ⎛⎦⎥⎤0,12∪(1,+∞).利用充要条件求参数X 围逻辑推理是从事实和命题出发,依据规则推出其他命题的素养.逻辑推理的主要形式是演绎推理,它是得到数学结论、证明数学命题的主要方式,也是数学交流、表达的基本思维品质. 例已知p :⎪⎪⎪⎪⎪⎪1-x -13≤2,q :x 2-2x +1-m 2≤0(m >0),q 是p 的必要不充分条件,则实数m 的取值X 围为__________. 答案 [9,+∞)解析 ∵q 是p 的必要不充分条件. 即p 是q 的充分不必要条件, 由x 2-2x +1-m 2≤0(m >0), 得1-m ≤x ≤1+m (m >0).∴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, ∴p 对应的集合为{x |-2≤x ≤10}. 设N ={x |-2≤x ≤10}. 由p 是q 的充分不必要条件知,NM ,∴⎩⎪⎨⎪⎧m >0,1-m <-2,1+m ≥10或⎩⎪⎨⎪⎧m >0,1-m ≤-2,1+m >10,解得m ≥9.∴实数m 的取值X 围为[9,+∞).素养提升 例题中得到实数m 的X 围的过程就是利用已知条件进行推理论证的过程,数学表达严谨清晰.1.以下四个命题中既是特称命题又是真命题的是( )A .锐角三角形有一个内角是钝角B .至少有一个实数x ,使x 2≤0 C .两个无理数的和必是无理数 D .存在一个负数x ,1x>2答案 B解析 A 中锐角三角形的内角都是锐角,所以A 是假命题;B 中当x =0时,x 2=0,满足x 2≤0,所以B 既是特称命题又是真命题;C 中因为2+(-2)=0不是无理数,所以C 是假命题;D 中对于任意一个负数x ,都有1x <0,不满足1x>2,所以D 是假命题.2.命题“∀x ∈R ,∃n 0∈N *,使得n 0≤x 2”的否定形式是( ) A .∀x ∈R ,∃n 0∈N *,使得n 0>x 2B .∀x ∈R ,∀n ∈N *,使得n >x 2C .∃x 0∈R ,∃n 0∈N *,使得n 0>x 20 D .∃x 0∈R ,∀n ∈N *,使得n >x 20 答案 D解析 ∀改写为∃,∃改写为∀,n ≤x 2的否定是n >x 2,则该命题的否定形式为“∃x 0∈R ,∀n ∈N *,使得n >x 20”.故选D.3.(2018·某某模拟)设a ,b ∈R ,则“(a -b )a 2<0”是“a <b ”的( ) A .充分不必要条件B .充要条件C .必要不充分条件D .既不充分也不必要条件 答案 A解析 由(a -b )a 2<0可知a 2≠0,则一定有a -b <0,即a <b ;但a <b 即a -b <0时,有可能a =0,所以(a -b )a 2<0不一定成立,故“(a -b )a 2<0”是“a <b ”的充分不必要条件,故选A. 4.(2018·某某模拟)“log 2(2x -3)<1”是“4x>8”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解析 由log 2(2x -3)<1⇒0<2x -3<2⇒32<x <52,4x >8⇒2x >3⇒x >32,所以“log 2(2x -3)<1”是“4x>8”的充分不必要条件,故选A.5.(2018·某某河西区模拟)设a ∈R ,则“a =3”是“直线ax +2y +3a =0和直线3x +(a -1)y =a -7平行”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 若直线ax +2y +3a =0和直线3x +(a -1)y =a -7平行,则⎩⎪⎨⎪⎧a (a -1)-6=0,a (7-a )-9a ≠0,即a =3,即“a =3”是“直线ax +2y +3a =0和直线3x +(a -1)y =a -7平行”的充要条件.6.下列命题中,真命题是( ) A .∃x 0∈R ,0e x≤0 B .∀x ∈R,2x >x 2C .a +b =0的充要条件是ab=-1 D .“a >1,b >1”是“ab >1”的充分条件 答案 D解析 因为y =e x>0,x ∈R 恒成立,所以A 不正确; 因为当x =-5时,2-5<(-5)2,所以B 不正确;“a b=-1”是“a +b =0”的充分不必要条件,C 不正确; 当a >1,b >1时,显然ab >1,D 正确.7.已知p :x ≥k ,q :(x +1)(2-x )<0,如果p 是q 的充分不必要条件,则实数k 的取值X 围是( )A .[2,+∞) B.(2,+∞) C .[1,+∞) D.(-∞,-1] 答案 B解析 由q :(x +1)(2-x )<0,得x <-1或x >2,又p 是q 的充分不必要条件,所以k >2,即实数k 的取值X 围是(2,+∞),故选B.8.若∃x 0∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2,使得2x 20-λx 0+1<0成立是假命题,则实数λ的取值X 围是( )A .(-∞,22]B .(22,3] C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤22,92D .{3} 答案 A解析 因为∃x 0∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2,使得2x 20-λx 0+1<0成立是假命题,所以∀x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2,2x 2-λx+1≥0恒成立是真命题,即∀x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2,λ≤2x +1x 恒成立是真命题,令f (x )=2x +1x ,则f ′(x )=2-1x 2,当x ∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,22时,f ′(x )<0,当x ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤22,2时,f ′(x )>0,所以f (x )≥f ⎝ ⎛⎭⎪⎫22=22,则λ≤2 2.9.已知f (x )是R 上的奇函数,则“x 1+x 2=0”是“f (x 1)+f (x 2)=0”的__________条件.(选填“充分不必要”“必要不充分”“充要”“既不充分也不必要”)答案 充分不必要解析 ∵函数f (x )是奇函数,∴若x 1+x 2=0,则x 1=-x 2,则f (x 1)=f (-x 2)=-f (x 2),即f (x 1)+f (x 2)=0成立,即充分性成立;若f (x )=0,满足f (x )是奇函数,当x 1=x 2=2时,满足f (x 1)=f (x 2)=0,此时满足f (x 1)+f (x 2)=0,但x 1+x 2=4≠0,即必要性不成立.故“x 1+x 2=0”是“f (x 1)+f (x 2)=0”的充分不必要条件.10.若命题“对∀x ∈R ,kx 2-kx -1<0”是真命题,则k 的取值X 围是________________. 答案 (-4,0]解析 “对∀x ∈R ,kx 2-kx -1<0”是真命题,当k =0时,则有-1<0;当k ≠0时,则有k <0且Δ=(-k )2-4×k ×(-1)=k 2+4k <0,解得-4<k <0,综上所述,实数k 的取值X 围是(-4,0].11.已知命题“∃x 0∈R ,使2x 20+(a -1)x 0+12≤0”是假命题,则实数a 的取值X 围是________.答案 (-1,3)解析 原命题的否定为∀x ∈R,2x 2+(a -1)x +12>0,由题意知,其为真命题,即Δ=(a -1)2-4×2×12<0,则-2<a -1<2,即-1<a <3. 12.已知集合A =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪ 12<2x <8,x ∈R ,B ={x |-1<x <m +1,m ∈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X 围是____________.答案 (2,+∞)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 >2.13.已知α,β∈(0,π),则“sin α+sin β<13”是“sin(α+β)<13”的______________条件.(选填“充分不必要”“必要不充分”“充要”“既不充分也不必要”)答案 充分不必要解析 因为sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β<sin α+sin β,所以若sin α+sin β<13,则有sin(α+β)<13,故充分性成立;当α=β=π2时,有sin(α+β)=sinπ=0<13,而sin α+sin β=1+1=2,不满足sin α+sin β<13,故必要性不成立.所以“sin α+sin β<13”是“sin(α+β)<13”的充分不必要条件. 14.(2018·某某某某一中月考)已知不等式|x -m |<1成立的充分不必要条件是13<x <12,则m 的取值X 围是____________.答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,43 解析 解不等式|x -m |<1,得m -1<x <m ⎝ ⎛⎭⎪⎫13,12(m -1,m +1),故⎩⎪⎨⎪⎧ m -1≤13,m +1≥12且等号不同时成立,解得-12≤m ≤43.15.已知函数f (x )=x +4x ,g (x )=2x +a ,若∀x 1∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,1,∀x 2∈[2,3],f (x 1)≥g (x 2)恒成立,则实数a 的取值X 围是______________.答案 (-∞,-3] 解析 由题意知f (x )min ⎝ ⎛⎭⎪⎫x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,1≥g (x )max (x ∈[2,3]),因为f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,1上为减函数,g (x )在[2,3]上为增函数,所以f (x )min =f (1)=5,g (x )max =g (3)=8+a ,所以5≥8+a ,即a ≤-3.16.已知集合A =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫y ⎪⎪⎪ y =x 2-32x +1,0≤x ≤2,B ={x |x +m 2≥2},p :x ∈A ,q :x ∈B ,p 是q 的充分条件,则实数m 的取值X 围是________________.答案 ⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-54∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫54,+∞ 解析 由y =x 2-32x +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -342+716,0≤x ≤2, 得716≤y ≤2,∴A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤716,2. 又由题意知A ⊆B ,∴2-m 2≤716,∴m 2≥2516. ∴m ≥54或m ≤-54.。