全称量词、存在量词

全称量词命题(∀)需判断“所有对象都满足条件”,存在量词命题(∃)需判断“至少一个对象满足条件”,两者核心区别在于“范围覆盖度”和“反例/正例的存在性”。

一、全称量词命题(∀,读作“任意”)∀x∈M,p(x)

全称量词命题的标准结构是“对集合M中的任意一个元素x,都有性质p(x)成立”,符号表示为“∀x∈M,p(x)”。

判断真假时遵循以下逻辑:

真命题:必须确保集合M里的每一个元素代入后,p(x)都成立,全程找不到任何反例。

假命题:只要在集合M里找到一个元素x₀,使得p(x₀)不成立(即反例),命题就为假。

全称vs存在的判断差异:

全称量词命题(∀):真假关键(无反例则为真,有反例则为假 )证明思路 (需验证集合中“所有元素”满足条件)

存在量词命题(∃):真假关键(有正例则为真,无正例则为假  )证明思路(只需找到集合中“一个元素”满足条件)

例题1. 命题:对任意实数x,x² + 1 ≥ 1

判断:真

理由:任何实数的平方x²≥0,因此x²+1≥0+1=1,所有实数都满足,无反例。

例题2. 命题:对任意正整数n,n(n+1)是偶数

判断:真

理由:n和n+1是连续正整数,必有一个是偶数,偶数乘任何数都是偶数,所有正整数都满足。

例题3. 命题:对任意x∈[0,π],sinx ≥ 0

判断:真

理由:正弦函数在[0,π]区间内的图像始终在x轴上方(包括x轴),所有x值对应的sinx都非负。

例题4. 命题:对任意有理数x,x + 2是有理数

判断:真

理由:有理数加有理数仍为有理数,2是有理数,因此x+2必为有理数,所有有理数都满足。

例题5. 命题:对任意x∈{ -2, -1, 0 },|x| ≤ 2

判断:真

理由:|-2|=2、|-1|=1、|0|=0,三个元素的绝对值都≤2,无例外。

例题6. 命题:对任意实数x,2x > x

判断:假

理由:找反例,当x=-1时,2×(-1)=-2,-2 < -1,不满足2x > x,存在反例则命题为假。

例题7. 命题:对任意二次函数y=ax²+bx+c(a≠0),都有最小值

判断:假

理由:找反例,当a<0时(如y=-x²),二次函数图像开口向下,有最大值无最小值,存在反例。

例题8. 命题:对任意x∈N*(正自然数),x² > x

判断:假

理由:找反例,当x=1时,1²=1,不满足x² > x,存在反例。

例题9. 命题:对任意锐角θ,tanθ > 0

判断:真

理由:锐角θ的范围是0°<θ<90°,正切函数在该区间内值均为正,所有锐角都满足。

例题10. 命题:对任意x∈R,x² - 2x + 2 > 0

判断:真

理由:配方得(x-1)² + 1,任何实数的平方≥0,因此(x-1)²+1≥1>0,所有实数都满足。

二、存在量词命题(∃,读作“存在”)∃x∈M,p(x)

存在量词命题的标准结构是“在集合M中,存在至少一个元素x,使得性质p(x)成立”,符号表示为“∃x∈M,p(x)”。

判断真假时遵循以下逻辑:

真命题:只要在集合M里找到一个元素x₀,使得p(x₀)成立(即正例),命题就为真。

假命题:必须确保集合M里的每一个元素代入后,p(x)都不成立,全程找不到任何正例。

例题1. 命题:存在实数x,使得x² = 4

判断:真

理由:找正例,x=2或x=-2时,2²=4、(-2)²=4,存在满足条件的实数。

例题2. 命题:存在整数n,使得3n = 12

判断:真

理由:找正例,n=4时,3×4=12,存在满足条件的整数。

例题3. 命题:存在x∈(0,1),使得x < x²

判断:假

理由:对任意x∈(0,1),两边除以正数x得1 < x,而(0,1)内所有x都小于1,因此x < x²对所有x∈(0,1)都不成立,无正例。

例题4. 命题:存在三角形,它是等边三角形

判断:真

理由:找正例,三条边都为2的三角形就是等边三角形,存在满足条件的三角形。

例题5. 命题:存在x∈R,使得x + 5 = 3

判断:真

理由:找正例,x=-2时,-2 + 5 = 3,存在满足条件的实数。

例题6. 命题:存在正整数k,使得k < 1

判断:假

理由:正整数的最小值是1,所有正整数都≥1,因此不存在小于1的正整数,无正例。

例题7. 命题:存在x∈{1,3,5},使得x是偶数

判断:假

理由:集合中的元素1、3、5都是奇数,没有偶数,所有元素都不满足“是偶数”,无正例。

例题8. 命题:存在二次函数y=ax²+bx+c(a≠0),其图像过原点

判断:真

理由:找正例,当c=0时(如y=x²),x=0时y=0,图像过原点,存在满足条件的二次函数。

例题9. 命题:存在θ∈R,使得sinθ = 1

判断:真

理由:找正例,θ=π/2 + 2kπ(k∈Z)时,sinθ=1,存在满足条件的角。

例题10. 命题:存在有理数m,使得m² = 2

判断:假

理由:√2是无理数,所有有理数的平方都不等于2,不存在满足条件的有理数,无正例。

含全称量词、存在量词命题的否定,核心是“量词互换 + 结论否定”:全称命题(∀)的否定是存在命题(∃),存在命题(∃)的否定是全称命题(∀),同时否定原命题的结论。

三、全称量词命题的否定(∀→∃,结论否定)

原命题形式:∀x∈M,p(x)(对集合M中所有x,p(x)成立)。

否定形式:∃x∈M,¬p(x)(存在集合M中的一个x,使p(x)不成立)。

关键:只需证明“存在一个反例”,就能否定原全称命题,因此否定时量词从“任意”换为“存在”,并把结论改成相反表述。

例题1.原命题:对任意实数x,x²≥0(∀x∈R,x²≥0)。

否定:存在一个实数x,使x²<0(∃x∈R,x²<0)。

说明:原命题是真命题,其否定是假命题,符合“原命题与否定真假相反”的规律。

例题2.原命题:对任意整数x,2x是偶数(∀x∈Z,2x是偶数)。

否定:存在一个整数x,使2x不是偶数(∃x∈Z,2x不是偶数)。

说明:整数乘2必为偶数,原命题真,否定假。

例题3.原命题:对任意锐角α,sinα>0(∀α∈{锐角},sinα>0)。

否定:存在一个锐角α,使sinα≤0(∃α∈{锐角},sinα≤0)。

说明:锐角范围是0°<α<90°,sinα在此区间恒正,原命题真,否定假。

例题4.原命题:对任意x∈R,x+1>x(∀x∈R,x+1>x)。

否定:存在x∈R,使x+1≤x(∃x∈R,x+1≤x)。

说明:x+1 - x = 1>0恒成立,原命题真,否定假(1≤0不可能)。

例题5.原命题:对任意x∈{1,2,3},x²≤9(∀x∈{1,2,3},x²≤9)。

否定:存在x∈{1,2,3},使x²>9(∃x∈{1,2,3},x²>9)。

说明:1、2、3的平方最大为9,原命题真,否定假。

例题6.原命题:对任意实数x,x²-1>0(∀x∈R,x²-1>0)。

否定:存在一个实数x,使x²-1≤0(∃x∈R,x²-1≤0)。

说明:原命题是假命题(如x=0时x²-1=-1≤0),其否定是真命题。

例题7.原命题:对任意x∈N*,x≥1(∀x∈N*,x≥1)。

否定:存在x∈N*,使x<1(∃x∈N*,x<1)。

说明:正自然数最小为1,原命题真,否定假。

例题8.原命题:对任意二次函数f(x),其图像开口向上(∀二次函数f(x),f(x)图像开口向上)。

否定:存在一个二次函数f(x),其图像开口不向上(∃二次函数f(x),f(x)图像开口不向上)。

说明:原命题假(如f(x)=-x²开口向下),否定真。

例题9.原命题:对任意x∈[0,π],sinx≥0(∀x∈[0,π],sinx≥0)。

否定:存在x∈[0,π],使sinx<0(∃x∈[0,π],sinx<0)。

说明:正弦函数在[0,π]上值非负,原命题真,否定假。

例题10.原命题:对任意x∈R,|x|=x(∀x∈R,|x|=x)。

否定:存在x∈R,使|x|≠x(∃x∈R,|x|≠x)。

说明:原命题假(如x=-1时|x|=1≠-1),否定真。

四、存在量词命题的否定(∃→∀,结论否定)

原命题形式:∃x∈M,p(x)(存在集合M中的一个x,使p(x)成立)。

否定形式:∀x∈M,¬p(x)(对集合M中所有x,p(x)都不成立)。

关键:要否定“存在一个满足的对象”,必须证明“所有对象都不满足”,因此量词从“存在”换为“任意”,并否定结论。

例题1.原命题:存在一个实数x,使x²=0(∃x∈R,x²=0)。

否定:对任意实数x,x²≠0(∀x∈R,x²≠0)。

说明:原命题真(x=0时x²=0),否定假(存在x=0使x²=0)。

例题2.原命题:存在一个整数x,使x是奇数(∃x∈Z,x是奇数)。

否定:对任意整数x,x都不是奇数(∀x∈Z,x不是奇数)。

说明:原命题真(如x=1是奇数),否定假(整数包含奇数)。

例题3.原命题:存在x∈R,使2x+1=5(∃x∈R,2x+1=5)。

否定:对任意x∈R,2x+1≠5(∀x∈R,2x+1≠5)。

说明:原命题真(x=2时2x+1=5),否定假(x=2是反例)。

例题4.原命题:存在x∈{1,3,5},使x是偶数(∃x∈{1,3,5},x是偶数)。

否定:对任意x∈{1,3,5},x都不是偶数(∀x∈{1,3,5},x不是偶数)。

说明:{1,3,5}中全是奇数,原命题假,否定真。

例题5.原命题:存在一个锐角α,使tanα=1(∃α∈{锐角},tanα=1)。

否定:对任意锐角α,tanα≠1(∀α∈{锐角},tanα≠1)。

说明:α=45°时tanα=1,原命题真,否定假。

例题6.原命题:存在x∈R,使x²-2x+1=0(∃x∈R,x²-2x+1=0)。

否定:对任意x∈R,x²-2x+1≠0(∀x∈R,x²-2x+1≠0)。

说明:x=1时方程成立(x-1)²=0,原命题真,否定假。

例题7.原命题:存在一个二次函数f(x),其图像过原点(∃二次函数f(x),f(x)过原点)。

否定:对任意二次函数f(x),其图像都不过原点(∀二次函数f(x),f(x)不过原点)。

说明:f(x)=x²是二次函数且过原点,原命题真,否定假。

例题8.原命题:存在x∈[1,2],使x²≥4(∃x∈[1,2],x²≥4)。

否定:对任意x∈[1,2],x²<4(∀x∈[1,2],x²<4)。

说明:x=2时x²=4≥4,原命题真,否定假(x=2是反例)。

例题9.原命题:存在x∈Z,使x³=x(∃x∈Z,x³=x)。

否定:对任意x∈Z,x³≠x(∀x∈Z,x³≠x)。

说明:x=0、1、-1时x³=x,原命题真,否定假。

例题10.原命题:存在x∈R,使|x|=-x(∃x∈R,|x|=-x)。

否定:对任意x∈R,|x|≠-x(∀x∈R,|x|≠-x)。

说明:x≤0时|x|=-x(如x=-2时|x|=2=-(-2)),原命题真,否定假。

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