一、一周知識概述
本周學(xué)習(xí)內(nèi)容為1.6邏輯聯(lián)結(jié)詞、 1.7四種命題及1.8充分條件與必要條件.理解邏輯聯(lián)結(jié)詞“或”、“且”、“非”的含義,理解并掌握四種命題及其相互關(guān)系,掌握充分條件與必要條件,關(guān)鍵是要掌握關(guān)于充要條件的判斷.掌握反證法。
二、重難點知識的歸納與剖析
1.“或”、“且”、“非”這些詞叫做邏輯聯(lián)結(jié)詞.不含邏輯聯(lián)結(jié)詞,是簡單命題;由簡單命題與邏輯聯(lián)結(jié)詞構(gòu)成,是復(fù)合命題.或、且、非是三種最基本的邏輯聯(lián)結(jié)詞.課本給出了三種簡單的復(fù)合命題“p且q”,“p或q”和“非p”的真值表:
2.四種命題的形式是:
原命題:若p則q,
逆命題:若q則p
否命題:若
則
,
逆否命題:若
則
.
四種命題之間的相互關(guān)系
3.一個命題的真假與其它三個命題的真假有如下三條關(guān)系:
(1)原命題為真,它的逆命題不一定為真.
例如,原命題“若a=0,則ab=0”是真命題,它的逆命題“若ab=0,則a=0”是假命題.
(2)原命題為真,它的否命題不一定為真.
例如,原命題“若a=0,則ab=0”是真命題,它的否命題“若a≠0,則ab≠0”是假命題.
(3)原命題為真,它的逆否命題一定為真.
例如,原命題“若a=0,則ab=0”是真命題,它的逆否命題“若ab≠0,則a≠0”是真命題.
4.從邏輯推理關(guān)系上看
(1)若p
q且q
p,則p是q的充分而不必要條件;
(2)若q
p且p
q,則p是q的必要而不充分條件;
(3)若p
q且q
p(或p
q且
p
q)則p是q的充要條件;
(4)若p
q且q
p,則p既不是q的充分條件也不是q的必要條件。
從集合與集合之間關(guān)系上看
(1)若A
B,則A是B的充分條件;
(2)若A
B,則A是B的必要條件;
(3)A=B,則A是B的充要條件;
(4)若A
B且B
A,則A既不是B的充分條件,也不是B的必要條件。
三、難點知識剖析
1.對反證法的理解
①反證法的理論根據(jù)是:原命題為真,則它的逆否命題也為真.在直接證明原命題有困難時,就可轉(zhuǎn)化為證明它的逆否命題成立.
②用反證法證明命題的一般步驟是
第一步:假設(shè)命題的結(jié)論不成立,即假設(shè)結(jié)論的反面成立;
第二步:從這個假設(shè)出發(fā),經(jīng)過推理論證,得出矛盾;
第三步:由矛盾判定假設(shè)不正確,從而肯定命題的結(jié)論正確.
③一般地來說,在什么條件下(或問題中)想到用反證法來證明,下面提供幾種情形作為參考.
第一,問題共計有n種情況,現(xiàn)要證明其中一種情況成立時,可想到用反證法證明把其他的 n-1種情況都排除,從而確定這種情況成立.
如要證明兩條直線相交,可用反證法證明這兩條直線平行不成立,因為在同一平面內(nèi),兩條直線的位置關(guān)系是平行或相交,平行不成立,那么間接的證明兩條直線相交;
第二,命題用否定形式敘述的,如證明2不是方程2x+1=0的根,可用反證法證明,假設(shè)2是方程2x+1=0的根,則2×2+1應(yīng)等于0,而2×2+1=5,產(chǎn)生矛盾,從而確定2不是方程2x+1=0的根成立;
第三,命題用“至少”的字樣敘述時,可用反證法證明,如證明a≠b,b≠c至少有一個成立,那我們可用反證法證明如下:假設(shè)a≠b,b≠c都不成立,即a=b且b=c,從這一條件出發(fā)推得矛盾,故a=b,且b=c不成立,因此,a≠b,b≠c至少有一個成立;
第四,當(dāng)命題成立非常明顯,而要直接證明,所用的理論不少,且不容易說明白,而它的逆命題易證,如(1)中的舉例,證明兩條直線相交的依據(jù)幾乎沒有,而平行線有很多性質(zhì),易于推理,因此,用反證法把證明兩條直線相交問題轉(zhuǎn)化到平行線的性質(zhì).
2.否命題與命題的否定是兩個不同的概念
若p表示命題,“非p”叫做命題的否定.如果原命題是“若p則q”,那么這個原命題的否定是“p則非q”,即只否定結(jié)論.
原命題的否定命題是“若非p,則非q”,即否定條件又否定結(jié)論,例如“菱形的四條邊都相等”的否定為“菱形的四條邊不都相等”;把“菱形的四條邊都相等”作為原命題,則它的否命題是“若四邊形不是菱形,則它的四條邊不都相等.”
3.三個邏輯聯(lián)結(jié)詞與集合的交、并、補(bǔ)運算的關(guān)系。
(1) 對“或”的理解可聯(lián)想到集合中“并集”的概念,
或
中的“或”,它是指“x∈A”或“x∈B”中至少有一個是成立。
(2) 對“且”的理解,可聯(lián)想到集合中“交集”的概念,
或
中的“且” 是指“x∈A”或“x∈B”這兩個條件都要滿足。
(3) 對“非”的理解,可聯(lián)想到集合中的“補(bǔ)集”概念,若命題中對應(yīng)于集合P,則命題非P就應(yīng)對應(yīng)著集合P在全集U中的補(bǔ)集CuP。
4.用集合觀點來理解“充分條件”、“必要條件”、“充要條件”
(1) 若p
q,則p是q的充分條件;若p
q,則p是q的必要條件。設(shè)A={x|p},B={x|q},如果A
B,就是x∈A則x∈B,則A是B的充分條件,即p
q。如圖:
(2) 若A=B則A是B的充要條件,即p
q.
5.結(jié)合轉(zhuǎn)化思想、數(shù)形結(jié)合思想等用集合觀點來解決《簡易邏輯》中一些問題。
例1、寫出若a、b<0則a<0且a>0的否命題
分析:
“若p則q”的否命題“若
p則
q”,它涉及了邏輯聯(lián)結(jié)詞的否定,對此我們從集合角度來看,a<0且b>0可表示為一個點集A,用圖形表示。如圖,不滿足“a<0且b>0”的點(a,b),在陰影的另一部分,即
。它可以看作是X軸及以下部分(b≤0)和Y軸及右側(cè)部分(a≥0)部分合起來構(gòu)成,即兩塊區(qū)域的并集, a、b滿足“a≥0或b≤0”。
因而,否命題為若a、b≥0則a≥0或b≤0。
說明:“p且q”的否定為“非p或非q”,用集合的觀點來解釋,并結(jié)合圖形,同學(xué)更容易接受并理解。
例2、對實數(shù)x、y、“|x|+|y|≤1”是“|x|≤1,|y|≤1”的什么條件?
分析:
從集合的角度判斷,考慮集合A={(x,y)| |x|+|y|≤1}與B={(x,y)| |x|≤1,|y|≤1}的包含關(guān)系。如圖
可以知道,A
B,所以 |x|+|y|≤1是|x|≤1,|y|≤1的充分而不必要條件。
說明:充分條件、必要條件充要條件是重要的數(shù)學(xué)概念,在判斷時應(yīng)①確定條件是什么、結(jié)論是什么;②嘗試從條件推導(dǎo)結(jié)論,從結(jié)論推導(dǎo)條件;③確定條件是結(jié)論的什么條件。而前面我們已經(jīng)用集合的觀點來概括“充分”、“必要”、“充要”條件,因此解決這類問題時,有時可以借助集合的運算及包含關(guān)系來解決。
四、例題講解
例1、判斷下列命題的真假,并寫出它的逆命題,否命題,逆否命題,同時,也判斷這些命題的真假.
①若a>b,則ac2>bc2
②若a>b,則
<
③若一個式子是等式,則它的兩邊都乘以同一個數(shù),所得結(jié)果仍是等式
④若圓心到直線的距離等于半徑,則該直線是圓的切線
⑤若四邊形的對角互補(bǔ),則該四邊形是圓的內(nèi)接四邊形
⑥若在二次函數(shù)y=ax2+bx+c中,b2-4ac<0,則該二次函數(shù)圖像與x軸有公共點
分析:
要判斷命題的真假性,關(guān)鍵是看條件是否能推出結(jié)論,如果能,則是真命題,如果不能,則是假命題.寫出其它的幾個命題時,關(guān)鍵是分清條件和結(jié)論以及條件和結(jié)論的否定.
解:
① ∵當(dāng)c=0時,ac2=bc2,∴該命題為假命題
逆命題:若ac2>bc2,則a>b.為真
否命題:若a≤b,則ac2≤bc2.為真
逆否命題:若ac2≤bc2,則a≤b.為假
② 該命題為假命題:∵ 當(dāng)a>0,b<0時
>
;
逆命題:若
<
,則a>b.為假(如b>0,a<0時)
否命題:若a≤b,則
≥
.為假(如b>0,a<0時)
逆否命題:若
≥
,則a≤b.為假(如a>0,b<0時)
③ 該命題為真,這是等式的性質(zhì)
逆命題:若兩個式子都乘以同一個數(shù),所得結(jié)果相等,則這兩個式子相等.為假,如把x和x2+1都乘以0后相等,但x≠x2+1
否命題:若兩個式子不相等,則把它們都乘以同一個數(shù),所得結(jié)果也不相等.為假
逆否命題:若兩個式子都乘以同一個數(shù),所得結(jié)果的不相等,則這個兩式也不相等.為真
④ 該命題為真
逆命題:若直線是圓的切線,則圓心到直線的距離等于半徑.為真
否命題:若圓心到直線的距離不等于半徑,則該直線不是圓的切線.為真
逆否命題:若直線不是圓的切線,則圓心到直線的距離不等于半徑.為真
⑤ 該命題為真
逆命題:若四邊形是圓的內(nèi)接四邊形,則四邊形的對角互補(bǔ).為真
否命題:若四邊形的對角不互補(bǔ),則該四邊形不是圓的內(nèi)接四邊形.為真
逆否命題:若四邊形不是圓的內(nèi)接四邊形,則四邊形的對角不互補(bǔ).為真
⑥ 該命題為假,∵當(dāng)b2-4ac<0時,二次方程ax2+bx+c=0沒有實根.因此二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖像與x軸無公共點.
逆命題:若二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖像與x軸有公共點,則b2-4ac<0.為假
否命題:若二次函數(shù)y=ax2+bx+c中,b2-4ac≥0,則該二次函數(shù)圖像與x軸沒有公共點.為假
逆否命題:若二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖像與x軸沒有公共點,則b2-4ac≥0,為假.
點評:
1.寫出一個命題的逆命題,否命題及逆命題的關(guān)鍵是分清原命題的條件和結(jié)論,然后按定義來寫.
2.在判斷原命題、逆命題、否命題、逆否命題的真假時,要利用原命題與其逆否命題的等價性(即同真同假),逆命題與否命題的等價性.
例2、設(shè)集合A、B是全集U的兩個子集,則A
B是
的(?。?div style="height:15px;">
至少有一個方程有實數(shù)根,求實數(shù)a的取值范圍.
從正面入手,本題所要考慮的情況較多,但其反面情況僅有一種情況,故可考慮用反證法的思想去求解.
由③得a(a+2)<0,即-2<a<0.
即可”.這種反證法的思想很重要,用起來也很簡潔明了.否則,用直接法求a的取值范圍將是很困難的.