例说“命题”的常见题型

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  “命题”是用语言、符号或式子表达的,可以判断其真假的陈述语句. “命题”是高中数学课程“常用逻辑用语”中的基本概念,是数学中的定义、定理、公理以及重要结论等得以呈现的主要形式之一,也是所有数学试题的有机组成部分,可以说“数学无处不命题”. 因此,理解命题的概念、结构,掌握四种命题间的转化、联系与应用,掌握命题的常见题型,是学好命题、学好逻辑乃至学好数学的基础. 本文以列举范例的形式,谈谈“命题”的常见题型与求解方法,见木见林,以期对大家有所帮助.
  命题真假的判断
  例1 设[f(x),g(x),h(x)]是定义域为[R]的三个函数,对于命题:①若[f(x)+g(x)],[f(x)+h(x)],[g(x)+h(x)]均为增函数,则[f(x),g(x),h(x)]中至少有一个增函数;②若[f(x)+g(x)],[f(x)+h(x)],[g(x)+h(x)]均是以[T]为周期的周期函数,则[f(x),g(x),h(x)]均是以[T]为周期的周期函数. 下列判断正确的是( )
  A. ①和②均为真命题
  B. ①和②均为假命题
  C. ①为真命题,②为假命题
  D. ①为假命题,②为真命题
  分析 本题所给的是抽象函数. 将需要判断其单调性(周期性)的函数[f(x),g(x),h(x)]用已知其单调性(周期性)的函数[f(x)+g(x)],[f(x)+h(x)],[g(x)+h(x)]表示出来(即化未知为已知),是解决问题的切入点和关键.
  解 由题意得,
  [f(x)=[f(x)+g(x)]+[f(x)+h(x)]-[g(x)+h(x)]2],
  同理得,
  [g(x)=[f(x)+g(x)]+[g(x)+h(x)]-[f(x)+h(x)]2],
  [h(x)=[f(x)+h(x)]+[g(x)+h(x)]-[f(x)+g(x)]2].
  由于周期函数通过四则运算后还是周期函数(可用定义证明),所以②为真命题. 但两个增函数的和与差不一定仍为增函数(单调性不确定),故①是假命题.
  答案 D
  点拨 判断一个命题的真假时,首先要弄清命题的结构,即它的条件和结论分别是什么,然后联系其他知识,经过逻辑推理来判定. 值得注意的是,确定一个命题为真时必须严格论证,而确定一个命题为假时,只需要举一个反例即可.
  四种命题之间的转换
  例2 命题“若[x,y]都是奇数,则[x+y]是偶数”的逆否命题是( )
  A. 若[x,y]都是偶数,则[x+y]是奇数
  B. 若[x,y]都不是奇数,则[x+y]不是偶数
  C. 若[x+y]不是偶数,则[x,y]都不是奇数
  D. 若[x+y]不是偶数,则[x,y]不都是奇数
  分析 命题“若[p],则[q]”的逆否命题是“若[?q],则[?p]”. 值得注意的是“[x,y]都是奇数”的否定中包含三种情况:“[x]是奇数,[y]不是奇数”“[x]不是奇数,[y]是奇数”和“[x,y]都不是奇数”,概括为“[x,y]不都是奇数”;不能把“[x,y]都不是奇数”作为“[x,y]都是奇数”的否定而错选C.
  解 因为“都是”的否定是“不都是”,故正确选项为D.
  答案 D
  点拨 写否命题、逆否命题时,要对条件、结论进行否定. 而对条件(或结论)进行否定时,务必要搞清条件(或结论)包含的各种情况,全面考虑.
  四种命题的相互关系
  例3 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 B. 假,假,真
  C. 真,真,假 D. 假,假,假
  分析 互为逆否的两个命题同真(或同假),即原命题与其逆否命题,逆命题与否命题同真(或同假).
  解 不妨设[z1=a+bi(a,b∈R)],则[z2=a-bi]. 显然,[z1=z2=a2+b2],所以原命题为真. 另一方面,取[z1=-2,z2=2i],虽然[z1=z2=2],但[z1,z2]不是共轭复数,所以逆命题为假.
  答案 B
  点拨 判断四种命题的真假,只需判断原命题与逆命题的真假即可. 四种命题中,真命题(假命题)的个数一定是偶数个.
  命题(含全称命题、特称命题)的否定
  例4 命题“[?x∈R,?n∈N+],使得[n≥x2]”的否定形式是( )
  A. [?x∈R,?n∈N*],使得[n  B. [?x∈R,?n∈N*],使得[n  C. [?x∈R,?n∈N*],使得[n  D. [?x∈R,?n∈N*],使得[n  分析 命题[p]的否定,又叫[?p]形式,一般只考虑否定其结论,即命题“若[p],则[q]”的否定是“若[p],则[?q]”. 值得注意的是,“全称命题”的否定是“特称命题”,“特称命题”的否定是“全称命题”;同时还要注意命题中“量词”与“联结词”的改变.
  解 由全称命题与特称命题之间的关系与构造特点知,正确选项为D.
  答案 D
  点拨 区分“命题的否定”与“否命题”的关键是理解它们的定义与构成方式. “命题的否定”是只否定结论,不否定条件. 而“否命题”是既否定条件,又否定结论.
  例5 已知命题[p]:[x2+4mx-4m+3=0]或[x2+(m-1)x][+m2][=0]或[x2+2mx-2m=0]有实根,求实数[m]的取值范围.
  分析 如果从正面考虑(命题[p]成立:至少一个方程有实根),分类讨论的情况较为复杂;而考虑其反面(即[?p]),则非常简单.
  解 命题[p]的否定[?p]:[x2+4mx-4m+3=0]且[x2+(m-1)x+m2=0]且[x2+2mx-2m=0]都没有实根,
  则[Δ1=16m2-4(-4m+3)<0,Δ2=(m-1)2-4m2<0,Δ3=4m2+8m<0,]即[-32  从而命题[p]成立时,[m≤-32],或[m≥-1],
  即[m∈(-∞,-32]?[-1,+∞)].
  点拨 命题[p]成立较为复杂时,可利用补集思想,考虑[?p]成立的情况而后取补集.
  等价命题的应用
  例6 已知函数[f(x)]在[R]上为增函数,[a,b∈R],求证:若[f(a)+f(b)  分析 本题已知函数单调性及函数值间的关系,要证明自变量间的关系,直接证明几乎不可能,因而可以考虑证明其逆否命题.
  证明 原命题的逆否命题是:已知[f(x)]在[R]上为增函数,[a,b∈R],若[a+b≥0],则[f(a)+f(b)≥f(-a)+f(-b)].
  由条件[a+b≥0]可得,[a≥-b],[b≥-a].
  又因为[f(x)]在[R]上为增函数,
  所以[f(a)≥f(-b)],[f(b)≥f(-a)].
  由不等式的性质得,[f(a)+f(b)≥f(-a)+f(-b)].
  即原命题的逆否命题成立,故原命题成立.
  点拨 当直接证明一个命题难以入手时,可以尝试证明其逆否命题为真,这就是数学中“正难则反”的思想.
  “命题”是逻辑学中最基本的概念,也是学习“充要条件”“推理与证明”及“反证法”等内容的基础. 因此,以题型为载体,以典型范例为参照,是掌握其基础知识、基本方法与基本应用的不二法宝.
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