王德鳳
“命題”是用語言、符號或式子表達的,可以判斷其真假的陳述語句. “命題”是高中數(shù)學課程“常用邏輯用語”中的基本概念,是數(shù)學中的定義、定理、公理以及重要結論等得以呈現(xiàn)的主要形式之一,也是所有數(shù)學試題的有機組成部分,可以說“數(shù)學無處不命題”. 因此,理解命題的概念、結構,掌握四種命題間的轉(zhuǎn)化、聯(lián)系與應用,掌握命題的常見題型,是學好命題、學好邏輯乃至學好數(shù)學的基礎. 本文以列舉范例的形式,談談“命題”的常見題型與求解方法,見木見林,以期對大家有所幫助.
命題真假的判斷
例1 設[f(x),g(x),h(x)]是定義域為[R]的三個函數(shù),對于命題:①若[f(x)+g(x)],[f(x)+h(x)],[g(x)+h(x)]均為增函數(shù),則[f(x),g(x),h(x)]中至少有一個增函數(shù);②若[f(x)+g(x)],[f(x)+h(x)],[g(x)+h(x)]均是以[T]為周期的周期函數(shù),則[f(x),g(x),h(x)]均是以[T]為周期的周期函數(shù). 下列判斷正確的是( )
A. ①和②均為真命題
B. ①和②均為假命題
C. ①為真命題,②為假命題
D. ①為假命題,②為真命題
分析 本題所給的是抽象函數(shù). 將需要判斷其單調(diào)性(周期性)的函數(shù)[f(x),g(x),h(x)]用已知其單調(diào)性(周期性)的函數(shù)[f(x)+g(x)],[f(x)+h(x)],[g(x)+h(x)]表示出來(即化未知為已知),是解決問題的切入點和關鍵.
解 由題意得,
[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].
由于周期函數(shù)通過四則運算后還是周期函數(shù)(可用定義證明),所以②為真命題. 但兩個增函數(shù)的和與差不一定仍為增函數(shù)(單調(diào)性不確定),故①是假命題.
答案 D
點撥 判斷一個命題的真假時,首先要弄清命題的結構,即它的條件和結論分別是什么,然后聯(lián)系其他知識,經(jīng)過邏輯推理來判定. 值得注意的是,確定一個命題為真時必須嚴格論證,而確定一個命題為假時,只需要舉一個反例即可.
四種命題之間的轉(zhuǎn)換
例2 命題“若[x,y]都是奇數(shù),則[x+y]是偶數(shù)”的逆否命題是( )
A. 若[x,y]都是偶數(shù),則[x+y]是奇數(shù)
B. 若[x,y]都不是奇數(shù),則[x+y]不是偶數(shù)
C. 若[x+y]不是偶數(shù),則[x,y]都不是奇數(shù)
D. 若[x+y]不是偶數(shù),則[x,y]不都是奇數(shù)
分析 命題“若[p],則[q]”的逆否命題是“若[?q],則[?p]”. 值得注意的是“[x,y]都是奇數(shù)”的否定中包含三種情況:“[x]是奇數(shù),[y]不是奇數(shù)”“[x]不是奇數(shù),[y]是奇數(shù)”和“[x,y]都不是奇數(shù)”,概括為“[x,y]不都是奇數(shù)”;不能把“[x,y]都不是奇數(shù)”作為“[x,y]都是奇數(shù)”的否定而錯選C.
解 因為“都是”的否定是“不都是”,故正確選項為D.
答案 D
點撥 寫否命題、逆否命題時,要對條件、結論進行否定. 而對條件(或結論)進行否定時,務必要搞清條件(或結論)包含的各種情況,全面考慮.
四種命題的相互關系
例3 原命題為“若[z1,z2]互為共軛復數(shù)”,則“[z1=z2]”. 關于其逆命題、否命題、逆否命題真假性的判斷依次如下,正確的是( )
A. 真,假,真 B. 假,假,真
C. 真,真,假 D. 假,假,假
分析 互為逆否的兩個命題同真(或同假),即原命題與其逆否命題,逆命題與否命題同真(或同假).
解 不妨設[z1=a+bi(a,b∈R)],則[z2=a-bi]. 顯然,[z1=z2=a2+b2],所以原命題為真. 另一方面,取[z1=-2,z2=2i],雖然[z1=z2=2],但[z1,z2]不是共軛復數(shù),所以逆命題為假.
答案 B
點撥 判斷四種命題的真假,只需判斷原命題與逆命題的真假即可. 四種命題中,真命題(假命題)的個數(shù)一定是偶數(shù)個.
命題(含全稱命題、特稱命題)的否定
例4 命題“[?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 命題[p]的否定,又叫[?p]形式,一般只考慮否定其結論,即命題“若[p],則[q]”的否定是“若[p],則[?q]”. 值得注意的是,“全稱命題”的否定是“特稱命題”,“特稱命題”的否定是“全稱命題”;同時還要注意命題中“量詞”與“聯(lián)結詞”的改變. 解 由全稱命題與特稱命題之間的關系與構造特點知,正確選項為D. 答案 D 點撥 區(qū)分“命題的否定”與“否命題”的關鍵是理解它們的定義與構成方式. “命題的否定”是只否定結論,不否定條件. 而“否命題”是既否定條件,又否定結論. 例5 已知命題[p]:[x2+4mx-4m+3=0]或[x2+(m-1)x][+m2][=0]或[x2+2mx-2m=0]有實根,求實數(shù)[m]的取值范圍. 分析 如果從正面考慮(命題[p]成立:至少一個方程有實根),分類討論的情況較為復雜;而考慮其反面(即[?p]),則非常簡單. 解 命題[p]的否定[?p]:[x2+4mx-4m+3=0]且[x2+(m-1)x+m2=0]且[x2+2mx-2m=0]都沒有實根, 則[Δ1=16m2-4(-4m+3)<0,Δ2=(m-1)2-4m2<0,Δ3=4m2+8m<0,]即[-32 從而命題[p]成立時,[m≤-32],或[m≥-1], 即[m∈(-∞,-32]?[-1,+∞)]. 點撥 命題[p]成立較為復雜時,可利用補集思想,考慮[?p]成立的情況而后取補集. 等價命題的應用 例6 已知函數(shù)[f(x)]在[R]上為增函數(shù),[a,b∈R],求證:若[f(a)+f(b) 分析 本題已知函數(shù)單調(diào)性及函數(shù)值間的關系,要證明自變量間的關系,直接證明幾乎不可能,因而可以考慮證明其逆否命題. 證明 原命題的逆否命題是:已知[f(x)]在[R]上為增函數(shù),[a,b∈R],若[a+b≥0],則[f(a)+f(b)≥f(-a)+f(-b)]. 由條件[a+b≥0]可得,[a≥-b],[b≥-a]. 又因為[f(x)]在[R]上為增函數(shù), 所以[f(a)≥f(-b)],[f(b)≥f(-a)]. 由不等式的性質(zhì)得,[f(a)+f(b)≥f(-a)+f(-b)]. 即原命題的逆否命題成立,故原命題成立. 點撥 當直接證明一個命題難以入手時,可以嘗試證明其逆否命題為真,這就是數(shù)學中“正難則反”的思想. “命題”是邏輯學中最基本的概念,也是學習“充要條件”“推理與證明”及“反證法”等內(nèi)容的基礎. 因此,以題型為載體,以典型范例為參照,是掌握其基礎知識、基本方法與基本應用的不二法寶.