届高中数学分册同步讲义选修11 第1章112113四种命题间的相互关系.docx

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届高中数学分册同步讲义选修11第1章112113四种命题间的相互关系

1.1.2 四种命题

1.1.3 四种命题间的相互关系

学习目标 1.了解命题的四种形式,能写出一个命题的逆命题、否命题和逆否命题.2.理解并掌握四种命题之间的关系及其真假性之间的关系.3.能够利用命题的等价性解决有关问题.

知识点一 四种命题的表示形式及特点

命题名称

表示形式

特点

原命题

若p,则q

逆命题

若q,则p

把原命题的条件和结论互换

否命题

若綈p,则綈q

把原命题的条件和结论都否定

逆否命题

若綈q,则綈p

把原命题的条件和结论互换且都否定

特别提醒:

“綈p”读作“非p”,表示p的否定.

知识点二 四种命题之间的相互关系

知识点三 四种命题间的真假关系

原命题

逆命题

否命题

逆否命题

由上表可知四种命题的真假性之间有如下关系:

(1)两个命题互为逆否命题,它们有相同的真假性;

(2)两个命题为互逆命题或互否命题,它们的真假性没有关系.

1.任何一个命题都有逆命题、否命题和逆否命题.( √ )

2.两个互逆命题的真假性相同.( × )

3.对于一个命题的四种命题,可以一个真命题也没有.( √ )

4.命题“若p,则綈q”的逆命题为“若綈q,则p”.( √ )

5.原命题的逆命题与原命题的否命题真假性相同.( √ )

题型一 四种命题的概念

例1 把下列命题改写成“若p,则q”的形式,并写出它们的逆命题、否命题和逆否命题.

(1)相似三角形对应的角相等;

(2)当x>3时,x2-4x+3>0;

(3)正方形的对角线互相平分.

解 

(1)原命题:

若两个三角形相似,则这两个三角形的三个角对应相等;逆命题:

若两个三角形的三个角对应相等,则这两个三角形相似;否命题:

若两个三角形不相似,则这两个三角形的三个角不对应相等;逆否命题:

若两个三角形的三个角不对应相等,则这两个三角形不相似.

(2)原命题:

若x>3,则x2-4x+3>0;逆命题:

若x2-4x+3>0,则x>3;否命题:

若x≤3,则x2-4x+3≤0;逆否命题:

若x2-4x+3≤0,则x≤3.

(3)原命题:

若一个四边形是正方形,则它的对角线互相平分;逆命题:

若一个四边形对角线互相平分,则它是正方形;否命题:

若一个四边形不是正方形,则它的对角线不互相平分;逆否命题:

若一个四边形对角线不互相平分,则它不是正方形.

反思感悟 四种命题的写法

(1)由原命题写出其它三种命题,关键要分清原命题的条件和结论,将条件和结论互换即得逆命题,将条件和结论同时否定即得否命题,将条件和结论互换的同时进行否定即得逆否命题.

(2)如果原命题含有大前提,在写出原命题的逆命题、否命题、逆否命题时,必须注意各命题中的大前提不变.

跟踪训练1 写出下列各个命题的逆命题、否命题和逆否命题.

(1)若sinα=

,则tanα=

(2)等底等高的两个三角形是全等三角形;

(3)当1

(4)若ab=0,则a=0或b=0.

解 

(1)逆命题:

若tanα=

,则sinα=

.

否命题:

若sinα≠

,则tanα≠

.

逆否命题:

若tanα≠

,则sinα≠

.

(2)逆命题:

若两个三角形全等,则这两个三角形等底等高.

否命题:

若两个三角形不等底或不等高,则这两个三角形不全等.

逆否命题:

若两个三角形不全等,则这两个三角形不等底或不等高.

(3)逆命题:

若x2-3x+2<0,则1

否命题:

若x≤1或x≥2,则x2-3x+2≥0.

逆否命题:

若x2-3x+2≥0,则x≤1或x≥2.

(4)逆命题:

若a=0或b=0,则ab=0.

否命题:

若ab≠0,则a≠0,且b≠0.

逆否命题:

若a≠0,且b≠0,则ab≠0.

题型二 四种命题的真假判断

例2 下列命题:

①“四条边相等的四边形是正方形”的否命题;

②“梯形不是平行四边形”的逆否命题;

③“若ac2>bc2,则a>b”的逆命题.

其中是真命题的是________.(填序号)

考点 四种命题的真假判断

题点 利用四种命题的关系判断真假

答案 ①②

解析 ①“四条边相等的四边形是正方形”的否命题是“四条边不都相等的四边形不是正方形”,是真命题;②“梯形不是平行四边形”本身是真命题,所以其逆否命题也是真命题;③“若ac2>bc2,则a>b”的逆命题是“若a>b,则ac2>bc2”,是假命题.故填①②.

反思感悟 要判断四种命题的真假:

首先,要熟练掌握四种命题的相互关系,注意它们之间的相互性;其次,利用其他知识判断真假时,一定要对有关知识熟练掌握.

跟踪训练2 按要求写出下列命题并判断真假.

(1)“正三角形都相似”的逆命题;

(2)“若m>0,则x2+2x-m=0有实根”的逆否命题;

(3)“若x-

是有理数,则x是无理数”的逆否命题.

考点 四种命题的真假判断

题点 利用四种命题的关系判断真假

解 

(1)原命题的逆命题为“若两个三角形相似,则这两个三角形都是正三角形”,故为假命题.

(2)原命题的逆否命题为“若x2+2x-m=0无实根,则m≤0”.∵方程无实根,∴判别式Δ=4+4m<0,∴m<-1,即m≤0成立,故为真命题.

(3)原命题的逆否命题为“若x不是无理数,则x-

不是有理数”.∵x不是无理数,∴x是有理数.又

是无理数,∴x-

是无理数,不是有理数,故为真命题.

题型三 等价命题的应用

例3 判断命题“已知a,x为实数,若关于x的不等式x2+(2a+1)x+a2+2≤0的解集非空,则a≥1”的逆否命题的真假.

考点 四种命题的相互关系

题点 等价命题

解 方法一 原命题的逆否命题:

已知a,x为实数,若a<1,则关于x的不等式x2+(2a+1)x+a2+2≤0的解集为∅,判断如下:

二次函数y=x2+(2a+1)x+a2+2的开口向上,

令x2+(2a+1)x+a2+2=0,

则Δ=(2a+1)2-4(a2+2)=4a-7.

因为a<1,所以4a-7<0,

即关于x的不等式x2+(2a+1)x+a2+2≤0的解集为∅.故此命题为真命题.

方法二 利用原命题的真假去判断逆否命题的真假.

因为关于x的不等式x2+(2a+1)x+a2+2≤0的解集非空,

所以(2a+1)2-4(a2+2)≥0,

即4a-7≥0,解得a≥

>1,

所以原命题为真,故其逆否命题为真.

引申探究 

判断命题“已知a,x为实数,若关于x的不等式x2+(2a+1)x+a2+2>0的解集为R,则a<

”的逆否命题的真假.

解 先判断原命题的真假如下:

因为a,x为实数,关于x的不等式x2+(2a+1)x+a2+2>0的解集为R,且二次函数y=x2+(2a+1)x+a2+2的开口向上,

所以Δ=(2a+1)2-4(a2+2)=4a-7<0,

所以a<

.

所以原命题是真命题.

因为互为逆否命题的两个命题同真同假,

所以原命题的逆否命题为真命题.

反思感悟 

(1)在证明某一个命题的真假性有困难时,可以证明它的逆否命题为真(假)命题,来间接地证明原命题为真(假)命题.

(2)四种命题中,原命题与其逆否命题是等价的,有相同的真假性,否命题与其逆命题也是互为逆否命题,解题时不要忽视.

跟踪训练3 证明:

若a2-4b2-2a+1≠0,则a≠2b+1.

考点 四种命题的相互关系

题点 逆否证法

证明 命题“若a2-4b2-2a+1≠0,则a≠2b+1”的逆否命题为“若a=2b+1,则a2-4b2-2a+1=0”.

由a=2b+1,得a2-4b2-2a+1=(2b+1)2-4b2-2×(2b+1)+1=4b2+4b+1-4b2-4b-2+1=0,

显然原命题的逆否命题为真命题,所以原命题也为真命题.故原命题得证.

命题的等价性

典例 主人邀请张三、李四、王五三个人吃饭,时间到了,只有张三、李四准时赴约,王五打电话说:

“临时有急事,不能去了.”主人听了,随口说了句:

“该来的没有来.”张三听了脸色一沉,起来一声不吭地走了,主人愣了片刻,又道了句:

“不该走的又走了.”李四听了大怒,拂袖而去.请你用逻辑学原理解释二人离去的原因.

解 张三走的原因是:

“该来的没有来”的逆否命题是“来了不该来的”,张三觉得自己是不该来的.李四走的原因是:

“不该走的又走了”的逆否命题是“没走的应该走”,李四觉得自己是应该走的.

[素养评析] 逻辑推理是在数学活动中进行交流的基本思维品质,本例是利用原命题与其逆否命题的等价性的逻辑原理,得出相应的合理解释.

1.(2018·安徽蚌埠高二检测)命题“若x>2018,则x>0”的否命题是(  )

A.若x>2018,则x≤0B.若x≤0,则x≤2018

C.若x≤2018,则x≤0D.若x>0,则x>2018

考点 四种命题的相互关系

题点 四种命题相互关系的应用

答案 C

解析 否命题需将条件和结论分别否定,所以否命题为:

若x≤2018,则x≤0.

2.已知命题“若a,b,c成等比数列,则b2=ac”,在它的逆命题、否命题、逆否命题中,真命题的个数是(  )

A.0B.1C.2D.3

考点 四种命题的真假判断

题点 利用四种命题的关系判断真假

答案 B

解析 命题“若a,b,c成等比数列,则b2=ac”是真命题,故其逆否命题是真命题.

该命题的逆命题为“若b2=ac,则a,b,c成等比数列”是假命题,故其否命题也是假命题,故选B.

3.下列命题中为真命题的是(  )

A.命题“若a,b都大于0,则ab>0”的逆命题

B.命题“若x=1,则x2+x-2=0”的否命题

C.命题“若x>y,则x>|y|”的逆命题

D.命题“若tanx=

,则x=

”的逆否命题

考点 四种命题的真假判断

题点 利用四种命题的关系判断真假

答案 C

解析 对于A,命题“若a,b都大于0,则ab>0”的逆命题是“若ab>0,则a,b都大于0”,是假命题,如a,b都为负数时ab>0也成立;对于B,命题“若x=1,则x2+x-2=0”的否命题是“若x≠1,则x2+x-2≠0”,是假命题,如x=-2;对于C,命题“若x>y,则x>|y|”的逆命题是“若x>|y|,则x>y”,是真命题;对于D,命题“若tanx=

,则x=

”是假命题,故其逆否命题也是假命题.故选C.

4.下列命题中:

①若一个四边形的四条边不相等,则它不是正方形;

②若一个四边形对角互补,则它内接于圆;

③正方形的四条边相等;

④圆内接四边形对角互补;

⑤对角不互补的四边形不内接于圆;

⑥若一个四边形的四条边相等,则它是正方形.

其中互为逆命题的有________;互为否命题的有________;互为逆否命题的有________.

考点 四种命题的相互关系

题点 四种命题相互关系的应用

答案 ②和④,③和⑥ ①和⑥,②和⑤

①和③,④和⑤

解析 命题③可改写为“若一个四边形是正方形,则它的四条边相等”;命题④可改写为“若一个四边形是圆内接四边形,则它的对角互补”;命题⑤可改写为“若一个四边形的对角不互补,则它不内接于圆”,再依据四种命题间的关系便不难判断.

5.命题“如果a2+2ab+b2+a+b-2≠0,那么a+b≠1”的逆命题、否命题、逆否命题三个命题中,真命题的个数是________.

考点 四种命题的真假判断

题点 利用四种命题的关系判断真假

答案 1

解析 a2+2ab+b2+a+b-2≠0化简得(a+b-1)(a+b+2)≠0,即a+b≠1且a+b≠-2.

命题“如果a2+2ab+b2+a+b-2≠0,那么a+b≠1”的逆命题为“如果a+b≠1,那么a2+2ab+b2+a+b-2≠0”,为假命题,a+b=-2也可以使a2+2ab+b2+a+b-2=0;否命题与逆命题同真同假,故其否命题为假命题;逆否命题为“如果a+b=1,那么a2+2ab+b2+a+b-2=0”,真命题.

1.写四种命题可以按以下步骤进行:

(1)找出命题的条件p和结论q.

(2)写出条件p的否定綈p和结论q的否定綈q.

(3)按照四种命题的结构写出所有命题.

2.判断命题的真假可以根据互为逆否命题的命题真假性相同来判断.

一、选择题

1.命题“若a,b,c成等差数列,则a+c=2b”的逆否命题是(  )

A.若a,b,c成等差数列,则a+c≠2b

B.若a,b,c不成等差数列,则a+c≠2b

C.若a+c=2b,则a,b,c成等差数列

D.若a+c≠2b,则a,b,c不成等差数列

考点 四种命题的相互关系

题点 四种命题相互关系的应用

答案 D

解析 命题“若a,b,c成等差数列,则a+c=2b”的逆否命题是“若a+c≠2b,则a,b,c不成等差数列”.

2.已知a,b,c∈R,命题“若a+b+c=3,则a2+b2+c2≥3”的否命题是(  )

A.若a+b+c≠3,则a2+b2+c2<3

B.若a+b+c=3,则a2+b2+c2<3

C.若a+b+c≠3,则a2+b2+c2≥3

D.若a2+b2+c2≥3,则a+b+c=3

考点 四种命题的相互关系

题点 四种命题相互关系的应用

答案 A

解析 原命题的条件是“a+b+c=3”,结论是“a2+b2+c2≥3”,所以否命题是“若a+b+c≠3,则a2+b2+c2<3”.

3.命题“对角线相等的四边形是矩形”是命题“矩形的对角线相等”的(  )

A.逆命题B.否命题

C.逆否命题D.无关命题

考点 四种命题的相互关系

题点 四种命题相互关系的应用

答案 A

4.与命题“若p,则q”的否命题同真假的命题为(  )

A.若q,则pB.若p,则q

C.若綈q,则pD.若綈q,则綈p

考点 四种命题的真假判断

题点 利用四种命题的关系判断真假

答案 A

解析 与命题“若p,则q”的否命题同真假的是命题“若p,则q”的逆命题,即“若q,则p”.

5.(2018·咸阳期末)命题“若a>2,则a>1”以及它的逆命题、否命题、逆否命题这四个命题中,真命题的个数为(  )

A.0B.1C.2D.4

考点 四种命题的真假判断

题点 利用四种命题的关系判断真假

答案 C

解析 “若a>2,则a>1”为真命题,所以其逆否命题亦为真命题.

又其逆命题、否命题为假命题,所以真命题的个数为2.

6.有下列四个命题:

①“若x+y=0,则x,y互为相反数”的逆命题;

②“全等三角形的面积相等”的否命题;

③“若q≤1,则x2+2x+q=0有实根”的逆否命题;

④“非等边三角形的三个内角相等”的逆命题.

其中真命题为(  )

A.①②B.②③

C.①③D.③④

考点 四种命题的真假判断

题点 利用四种命题的关系判断真假

答案 C

解析 命题①:

“若x,y互为相反数,则x+y=0”是真命题;命题②:

可考虑其逆命题“面积相等的三角形是全等三角形”,是假命题,因此命题②是假命题;命题③:

“若q≤1,则x2+2x+q=0有实根”是真命题,则其逆否命题也为真命题;命题④是假命题.

7.若命题p的否命题为r,命题r的逆命题为s,p的逆命题为t,则s是t的(  )

A.逆否命题B.逆命题

C.否命题D.原命题

考点 四种命题的相互关系

题点 四种命题相互关系的应用

答案 C

解析 特例:

p:

△ABC中,若∠A=∠B,则a=b;

r:

△ABC中,若∠A≠∠B,则a≠b;

s:

△ABC中,若a≠b,则∠A≠∠B;

t:

△ABC中,若a=b,则∠A=∠B.

8.设原命题:

若a+b≥2,则a,b中至少有一个不小于1,则原命题与其逆命题的真假情况是(  )

A.原命题真,逆命题假

B.原命题假,逆命题真

C.原命题与逆命题均为真命题

D.原命题与逆命题均为假命题

考点 四种命题的真假判断

题点 利用四种命题的关系判断真假

答案 A

解析 因为原命题“若a+b≥2,则a,b中至少有一个不小于1”的逆否命题为“若a,b都小于1,则a+b<2”,显然为真,所以原命题为真;原命题“若a+b≥2,则a,b中至少有一个不小于1”的逆命题为“若a,b中至少有一个不小于1,则a+b≥2”,是假命题,反例如a=1.2,b=0.3.

二、填空题

9.“若x,y全为零,则xy=0”的否命题为________________________.

考点 四种命题

题点 四种命题概念的理解

答案 若x,y不全为零,则xy≠0

解析 由于“全为零”的否定为“不全为零”,所以“若x,y全为零,则xy=0”的否命题为“若x,y不全为零,则xy≠0”.

10.命题“已知不共线向量e1,e2,若λe1+μe2=0,则λ=μ=0”的等价命题为________________________________,是________命题(填“真”或“假”).

考点 四种命题的相互关系

题点 逆否证法

答案 已知不共线向量e1,e2,若λ,μ不全为0,则λe1+μe2≠0 真

11.给定下列命题:

①“当AB=AC时,△ABC是等腰三角形”的逆否命题;

②“等腰三角形都相似”的逆命题;

③“若x-

是有理数,则x是无理数”的逆否命题;

④“若a>1且b>1,则a+b>2”的否命题.

其中真命题的序号是________.

考点 四种命题的真假判断

题点 利用四种命题的关系判断真假

答案 ①

解析 显然①为真;②为假;对于③,原命题“若x-

是有理数,则x是无理数”为假命题,所以其逆否命题为假命题;对于④,“若a>1且b>1,则a+b>2”的否命题是“若a≤1或b≤1,则a+b≤2”为假命题.

三、解答题

12.已知命题“若m-1

考点 四种命题的相互关系

题点 四种命题相互关系的应用

解 命题:

“若m-1

得1≤m≤2.

13.判断命题:

“若b≤-1,则关于x的方程x2-2bx+b2+b=0有实根”的逆否命题的真假.

考点 四种命题的相互关系

题点 逆否证法

解 方法一 (利用原命题)因为原命题与逆否命题真假性一致,所以只需判断原命题的真假即可.

方程判别式为Δ=4b2-4(b2+b)=-4b,

因为b≤-1,所以Δ≥4>0,

故此方程有两个不相等的实根,即原命题为真,故它的逆否命题也为真.

方法二 (利用逆否命题)原命题的逆否命题为“若关于x的方程x2-2bx+b2+b=0无实根,则b>-1”.

方程判别式为Δ=4b2-4(b2+b)=-4b,

因为方程无实根,所以Δ<0,即-4b<0,所以b>0,所以b>-1成立,即原命题的逆否命题为真.

14.若命题“若xm+1,则x2-2x-3>0”的逆命题为真、逆否命题为假,则实数m的取值范围是________.

考点 

题点 

答案 [0,2]

解析 由已知,易得{x|x2-2x-3>0}{x|xm+1}.

又{x|x2-2x-3>0}={x|x<-1或x>3},

∴0≤m≤2.

15.已知a,b,c∈R,证明:

若a+b+c<1,则a,b,c中至少有一个小于

.

证明 原命题的逆否命题为:

已知a,b,c∈R,若a,b,c都不小于

,则a+b+c≥1.

由条件得a≥

,b≥

,c≥

,三式相加得a+b+c≥1,

显然逆否命题为真命题,所以原命题也为真命题.

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