第一章1 命题1[基础达标]1.命题“若a>b,则2a>2b”的否命题为()A.若a>b,则2a≤2b B.若a≤b,则2a≤2bC.若a≤b,则2a>2b D.若a>b,则2a<2b解析:选B.把条件和结论分别加以否定.2.“若x>1,则p”为真命题,那么p不能是()A.x>-1 B.x>0C.x>1 D.x>2解析:选D.x>1⇒/ x>2,故选D.3.给出下列命题:①a>|b|⇒a2>b2;②a>b⇒a3>b3;③|a|>b⇒a2>b2.其中正确的个数是()A.0 B.2C.1 D.3解析:选B.由不等式的性质可知①②正确.当|a|≤|b|时,③不正确.4.已知a,b为两条不同的直线,α,β为两个不同的平面,且a⊥α,b⊥β,下列命题中的假命题是()A.若a∥b,则α∥βB.若α⊥β,则a⊥bC.若a,b相交,则α,β相交D.若α,β相交,则a,b相交解析:选D.举反例如图,已知α,β为两个不同的平面,且α∩β=c,a⊥α于点A,b⊥β于点B,a与b异面.故“若α,β相交,则a,b相交”是假命题.5.命题“如果a,b都是奇数,则ab必为奇数”的逆否命题是()A.如果ab是奇数,则a,b都是奇数B.如果ab不是奇数,则a,b不都是奇数C.如果a,b都是奇数,则ab不是奇数D.如果a,b不都是奇数,则ab不是奇数解析:选B.先写原命题的否命题为“如果a,b不都是奇数,则ab不是奇数,”再把否命题的条件和结论交换,得“如果ab不是奇数,则a、b不都是奇数”.6.下列语句中是命题的有________,其中是真命题的有________(写序号).①北京是中国的首都;②x=2是方程x2-4x+4=0的根;③3n不是个大数;④sin x>-x2;⑤0是自然数吗?⑥我希望明年考上北京大学.解析:①是命题,且是真命题.②是命题,且是真命题.③不是命题,因为无法判断其真假.④不是命题,因为随着x取值的不同,式子有的成立,有的不成立,即无法判断其真假.⑤不是命题,因为它是疑问句.⑥不是命题,因为它是祈使句.答案:①②①②7.命题“已知a、x为实数,如果关于x的不等式x2+(2a+1)x+a2+2≤0的解集非空,则a≥1”的逆否命题为________.解析:先写出逆命题,再把逆命题条件和结论交换即可.答案:已知a、x为实数,如果a<1,则关于x的不等式x2+(2a+1)x+a2+2≤0的解集为∅8.有下列四个命题:①命题“若xy=1,则x,y互为倒数”的逆命题;②命题“面积相等的三角形全等”的否命题;③命题“若m≤1,则x2-2x+m=0有实数根”的逆否命题;④命题“若A∩B=B,则A⊆B”的逆否命题.其中是真命题的是________(填上正确命题的序号).解析:④中由A∩B=B,应该得出B⊆A,原命题为假命题,所以逆否命题为假命题.答案:①②③9.判断下列命题的真假,并写出它们的逆命题、否命题、逆否命题,同时判断这些命题的真假.(1)若a>b,则ac2>bc2;(2)若在二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)中,b2-4ac<0,则该二次函数图像与x轴有公共点.解:(1)该命题为假.因为当c=0时,ac2=bc2.逆命题:若ac2>bc2,则a>b,为真.否命题:若a≤b,则ac2≤bc2,为真.逆否命题:若ac2≤bc2,则a≤b,为假.(2)该命题为假.∵当b2-4ac<0时,二次方程ax2+bx+c=0没有实数根,因此二次函数y=ax2+bx+c的图像与x轴无公共点.逆命题:若二次函数y=ax2+bx+c的图像与x轴有公共点,则b2-4ac<0,为假.否命题:若在二次函数y=ax2+bx+c中,b2-4ac≥0,则该二次函数图像与x轴没有公共点,为假.逆否命题:若二次函数y=ax2+bx+c的图像与x轴没有公共点,则b2-4ac≥0,为假.10.(1)如图,证明命题“a是平面π内的一条直线,b是平面π外的一条直线(b不垂直于π),c是直线b在π上的投影,若a⊥b,则a⊥c”为真.(2)写出上述命题的逆命题,并判断其真假(不需要证明).解:(1)证明:如图,设c∩b=A,P为直线b上异于点A的任意一点,作PO⊥π,垂足为O,则O∈c,∵PO⊥π,aπ,∴PO⊥a,又a⊥b,b平面P AO,PO∩b=P,∴a⊥平面P AO,又c平面P AO,∴a⊥c.(2)逆命题为:a是平面π内的一条直线,b是平面π外的一条直线(b不垂直于π),c是直线b在平面π上的投影,若a⊥c,则a⊥b.逆命题为真命题.[能力提升]1.下列命题正确的个数为()①已知-1≤x+y≤1,1≤x-y≤3,则3x-y的范围是[1,7];②若不等式2x-1>m(x2-1)对满足|m|≤2的所有m都成立,则x的范围是(7-1 2,3+12);③如果正数a,b满足ab=a+b+3,则ab的取值范围是[8,+∞);④a=log132,b=log123,c=(13)0.5的大小关系是a>b>c.A.1 B.2 C.3 D.4解析:选B.对①,令3x -y =λ(x +y )+μ(x -y )=(λ+μ)x +(λ-μ)y ,得⎩⎪⎨⎪⎧λ+μ=3λ-μ=-1,∴⎩⎪⎨⎪⎧λ=1,μ=2.∴(3x -y )min =1×(-1)+2×1=1, (3x -y )max =1×1+2×3=7, ∴3x -y ∈[1,7],①正确;对②,令f (m )=(x 2-1)m -2x +1,由题意f (m )<0在[-2,2]上恒成立,即⎩⎪⎨⎪⎧-2(x 2-1)-2x +1<02(x 2-1)-2x +1<0, 解得7-12<x <3+12,②正确; 对③,∵a ,b ∈(0,+∞),∴a +b ≥2ab ,由ab =a +b +3,得ab ≥2ab +3. 即(ab )2-2ab -3≥0,解得ab ≥3或ab ≤-1(舍),∴ab ≥9,③不正确; 对④,∵a <0,b <0,c >0,∴④不正确.2.设p :平面向量a ,b ,c 互不共线,q 表示下列不同的结论: ①|a +b |<|a |+|b |.②a·b =|a |·|b |.③(a·b )c -(a·c )b 与a 垂直.④(a·b )c =a (b·c ).其中,使命题“若p ,则q ”为真命题的所有序号是________. 解析:由于p :平面向量a ,b ,c 互不共线, 则必有|a +b |<|a |+|b |,①正确; 由于a·b =|a ||b |cos θ<|a ||b |,②不正确;由于[(a·b )c -(a·c )b ]·a =(a·b )(c·a )-(a·c )(b·a )=0,所以(a·b )c -(a·c )b 与a 垂直,③正确; 由于平面向量的数量积不满足结合律,且a ,b ,c 互不共线,故(a·b )c ≠a (b·c ),④不正确.综上可知真命题的序号是①③. 答案:①③3.求证:若p 2+q 2=2,则p +q ≤2.证明:该命题的逆否命题为:若p +q >2,则p 2+q 2≠2. p 2+q 2=12[(p +q )2+(p -q )2]≥12(p +q )2.∵p +q >2,∴(p +q )2>4,∴p 2+q 2>2.即p +q >2时,p 2+q 2≠2成立. ∴若p 2+q 2=2,则p +q ≤2.4.已知命题p :lg(x 2-2x -2)≥0;命题q :1-x +x 24<1,若命题p 是真命题,命题q是假命题,求实数x 的取值范围.解:由lg(x 2-2x -2)≥0,得x 2-2x -2≥1, 即x 2-2x -3≥0,解得x ≤-1或x ≥3. 由1-x +x 24<1,得x 2-4x <0,解得0<x <4.因为命题p 为真命题,命题q 为假命题,所以⎩⎪⎨⎪⎧x ≤-1或x ≥3x ≤0或x ≥4,解得x ≤-1或x ≥4.所以,满足条件的实数x 的取值范围为(-∞,-1]∪[4,+∞).第一章1 命题 2[A.基础达标]1.“若x>1,则p”为真命题,那么p不能是()A.x>-1B.x>0C.x>1 D.x>2解析:选D. x>1⇒/ x>2,故选D.2.命题“若x>a2+b2,则x>2ab”的逆命题是()A.“若x<a2+b2,则x<2ab”B.“若x>a2+b2,则x≥2ab”C.“若x≥a2+b2,则x≥2ab”D.“若x>2ab,则x>a2+b2”解析:选 D.把命题“若x>a2+b2,则x>2ab”的条件和结论互换得其逆命题为“若x>2ab,则x>a2+b2”.3.如果一个命题的逆命题是真命题,那么这个命题的否命题是()A.真命题B.假命题C.与所给的命题有关D.无法判断解析:选A.因为一个命题的逆命题、否命题是互为逆否命题,它们的真假性相同.由于逆命题是真命题,所以否命题也是真命题.4.已知命题“非空集合M中的元素都是集合P中的元素”是假命题,那么下列命题中真命题的个数为()①M中的元素都不是P的元素;②M中有不属于P的元素;③M中有属于P的元素;④M中的元素不都是P的元素.A.1 B.2C.3 D.4解析:选C.因为“非空集合M中的元素都是集合P中的元素”是假命题,所以在M中存在不属于集合P的元素,故②③④正确,①不正确,故选C.5.若命题p的等价命题是q,q的逆命题是r,则p与r是()A.互逆命题B.互否命题C.互逆否命题D.不确定解析:选B.因为p与q互为逆否命题,又因为q的逆命题是r,则p与r为互否命题.6.命题“对顶角相等”的等价命题是________________.解析:因为原命题和逆否命题是等价命题,所以该原命题的等价命题为“若两个角不相等,则这两个角不是对顶角”.答案:若两个角不相等,则这两个角不是对顶角7.命题“若x∈R,则x2+(a-1)x+1≥0恒成立”是真命题,则实数a的取值范围为________.解析:由题意得:Δ≤0,即:(a-1)2-4×1×1≤0,解得:a∈[-1,3].答案:[-1,3]8.命题“若∠C=90°,则△ABC是直角三角形”的否命题的真假性为________.解析:该命题的否命题为“若∠C≠90°,则△ABC不是直角三角形”.因为∠A、∠B可能等于90°,所以该命题的否命题为假命题.答案:假9.已知命题“若a ≥0,则x 2+x -a =0有实根”.写出命题的逆否命题并判断其真假.解:逆否命题为“若x 2+x -a =0无实根,则a <0”.因为a ≥0,所以4a ≥0,所以方程x 2+x -a =0的判别式Δ=4a +1>0,所以方程x 2+x -a =0有实根.故原命题“若a ≥0,则x 2+x -a =0有实根”为真命题.又因原命题与其逆否命题等价,所以“若a ≥0,则x 2+x -a =0有实根”的逆否命题为真.10.(1)如图,证明命题“a 是平面π内的一条直线,b 是平面π外的一条直线(b 不垂直于π),c 是直线b 在平面π上的投影,若a ⊥b ,则a ⊥c ”为真.(2)写出上述命题的逆命题,并判断其真假(不需要证明).解:(1)证明:如图,设c ∩b =A ,P 为直线b 上异于点A 的任意一点,作PO ⊥π,垂足为O ,则O ∈c ,因为PO ⊥π,a π,所以PO ⊥a ,又a ⊥b ,b 平面P AO ,PO ∩b =P ,所以a ⊥平面P AO ,又c平面P AO ,所以a ⊥c .(2)逆命题为:a 是平面π内的一条直线,b 是平面π外的一条直线(b 不垂直于π),c 是直线b 在平面π上的投影,若a ⊥c ,则a ⊥b .逆命题为真命题.[B.能力提升]1.有下列四个命题:①“若a 2+b 2=0,则a ,b 全为0”的逆否命题; ②“全等三角形的面积相等”的否命题;③“若q ≤1,则x 2+2x +q =0有实根”的逆否命题; ④“矩形的对角线相等”的逆命题. 其中真命题为( ) A .①② B .①③ C .②③ D .③④解析:选B.对于①:原命题为真命题,故逆否命题也为真命题.对于②:该命题的否命题为“不全等的三角形的面积不相等”,显然为假命题.对于③:该命题的逆否命题为“若x 2+2x +q =0无实根,则q >1”,即Δ=4-4q <0⇒q >1,故③为真命题.对于④:该命题的逆命题为“对角线相等的四边形为矩形”.反例:等腰梯形,故为假命题.2.原命题为“若a n +a n +12<a n ,n ∈N +,则{a n }为递减数列”,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,真,真B .假,假,真C .真,真,假D .假,假,假解析:选A.a n +a n +12<a n ⇔a n +1<a n ⇔{a n }为递减数列.原命题与其逆命题都是真命题,其否命题和逆否命题也都是真命题,故选A.3.已知命题p :lg(x 2-2x -2)≥0;命题q :1-x +x 24<1,若命题p 是真命题,命题q是假命题,则实数x 的取值范围是________.解析:由lg(x 2-2x -2)≥0,得x 2-2x -2≥1, 即x 2-2x -3≥0,解得x ≤-1或x ≥3.由1-x +x 24<1,得x 2-4x <0,解得0<x <4.因为命题p 为真命题,命题q 为假命题,所以⎩⎪⎨⎪⎧x ≤-1或x ≥3x ≤0或x ≥4,解得x ≤-1或x ≥4.所以,满足条件的实数x 的取值范围为(-∞,-1]∪[4,+∞). 答案:(-∞,-1]∪[4,+∞)4.设p :平面向量a ,b ,c 互不共线,q 表示下列不同的结论: ①|a +b |<|a |+|b |.②a·b =|a |·|b |. ③(a·b )c -(a·c )b 与a 垂直.④(a·b )c =a (b·c ).其中,使命题“若p ,则q ”为真命题的所有序号是________. 解析:由于p :平面向量a ,b ,c 互不共线, 则必有|a +b |<|a |+|b |,①正确; 由于a·b =|a ||b |cos θ<|a ||b |,②不正确;由于[(a·b )c -(a·c )b ]·a =(a·b )(c·a )-(a·c )(b·a )=0,所以(a·b )c -(a·c )b 与a 垂直,③正确; 由于平面向量的数量积不满足结合律,且a ,b ,c 互不共线,故(a·b )c ≠a (b·c ),④不正确.综上可知真命题的序号是①③. 答案:①③5.求证:若p 2+q 2=2,则p +q ≤2.证明:该命题的逆否命题为:若p +q >2,则p 2+q 2≠2.p 2+q 2=12[(p +q )2+(p -q )2]≥12(p +q )2.因为p +q >2,所以(p +q )2>4,所以p 2+q 2>2. 即p +q >2时,p 2+q 2≠2成立.所以若p 2+q 2=2,则p +q ≤2.6.(选做题)在公比为q 的等比数列{a n }中,前n 项的和为S n ,若S m ,S m +2,S m +1成等差数列,则a m ,a m +2,a m +1成等差数列.(1)写出这个命题的逆命题;(2)判断公比q 为何值时,逆命题为真?公比q 为何值时,逆命题为假?解:(1)逆命题:在公比为q 的等比数列{a n }中,前n 项和为S n ,若a m ,a m +2,a m +1成等差数列,则S m ,S m +2,S m +1成等差数列.(2)因为{a n }为等比数列,所以a n ≠0,q ≠0. 由a m ,a m +2,a m +1成等差数列. 得2a m +2=a m +a m +1, 所以2a m ·q 2=a m +a m ·q , 所以2q 2-q -1=0.解得q =-12或q =1.当q =1时,a n =a 1(n =1,2,…),所以S m +2=(m +2)a 1,S m =ma 1,S m +1=(m +1)a 1, 因为2(m +2)a 1≠ma 1+(m +1)a 1, 即2S m +2≠S m +S m +1,所以S m ,S m +2,S m +1不成等差数列. 即q =1时,原命题的逆命题为假命题.当q =-12时,2S m +2=2·a 1(1-q m +2)1-q,S m +1=a 1(1-q m +1)1-q ,S m =a 1(1-q m )1-q ,所以2S m +2=S m +1+S m ,所以S m ,S m +2,S m +1成等差数列. 即q =-12时,原命题的逆命题为真命题.第一章2.1-2.2 充分条件 必要条件[A.基础达标]1.使不等式1a >1b成立的充分条件是( )A .a <bB .a >bC .ab <0D .a >0,b <0解析:选D.a >0,b <0⇒1a >1b ,其他条件均推不出1a >1b,故选D.2.使不等式a 2>b 2成立的必要条件是( ) A .a <b B .a >b C .|a |>|b | D .ab >0 解析:选C.因为a 2>b 2⇒|a |>|b |,而推不出A 、B 、D ,故选C. 3.下列说法不正确的是( ) A .a ∥b 是a =b 的必要条件 B .a ∥b 不是a =b 的充分条件 C .θ>0是sin θ>0的充分条件 D .θ>0不是sin θ>0的必要条件解析:选C.由于θ>0⇒/ sin θ>0,例如θ=π,sin θ=0,所以C 的说法不正确,其余均正确.4.若“x >1”是“x >a ”的充分条件,则实数a 的取值范围是( ) A .a >1 B .a ≥1 C .a <1 D .a ≤1解析:选D.由题意,需x >1⇒x >a ,所以a ≤1,选D.5.如果不等式|x -a |<1成立的充分条件但不是必要条件是12<x <32,则实数a 的取值范围是( )A.12<a <32B.12≤a ≤32C .a >32或a <12D .a ≥32或a ≤12解析:选B.|x -a |<1⇔a -1<x <a +1,由题意可得⎩⎨⎧a -1≤12,a +1≥32,即a ∈⎣⎡⎦⎤12,32. 6.a 为素数________a 为奇数的充分条件(填是或不是).解析:由于a =2时不成立,所以a 为素数不是a 为奇数的充分条件. 答案:不是7.若“x 2+ax +2=0”是“x =1”的必要条件,则a =________.解析:由题意x =1是方程的根,所以12+a +2=0,所以a =-3. 答案:-38.命题“已知n ∈Z ,若a =4n ,则a 是偶数”中,“a 是偶数”是“a =4n ”的________条件,“a =4n ”是“a 是偶数”的________条件(用“充分”、“必要”填空).解析:命题“已知n ∈Z ,若a =4n ,则a 是偶数”是真命题,所以“a 是偶数”是“a =4n ”的必要条件,“a =4n ”是“a 是偶数”的充分条件.答案:必要 充分9.已知集合A ={y |y =x 2-32x +1,x ∈[34,2]},B ={x |x +m 2≥1}.若“x ∈A ”是“x ∈B ”的充分条件,求实数m 的取值范围.解:y =x 2-32x +1=(x -34)2+716, 因为x ∈[34,2],所以716≤y ≤2. 所以A ={y |716≤y ≤2}. 由x +m 2≥1,得x ≥1-m 2,所以B ={x |x ≥1-m 2},因为“x ∈A ”是“x ∈B ”的充分条件,所以A ⊆B ,所以1-m 2≤716,解得m ≥34或m ≤-34, 故实数m 的取值范围是(-∞,-34]∪[34,+∞). 10.分别判断下列“若p ,则q ”的命题中,p 是否为q 的充分条件或必要条件,并说明理由.(1)若α≠β,则sin α≠sin β;(2)若m >2,则方程x 2+mx +1=0有实数根.解:(1)由于α=β ⇒sin α=sin β,sin α=sin β α=β,由逆否命题的真假性相同,得sin α≠sin β ⇒α≠β,α≠β sin α≠sin β,所以α≠β不是sin α≠sin β的充分条件,α≠β是sin α≠sin β的必要条件.(2)由方程x 2+mx +1=0有实数根,得Δ=m 2-4≥0⇔m ≤-2或m ≥2.由于m >2⇒Δ>0⇒方程x 2+mx +1=0有实数根,而反推不成立,所以m >2是方程x 2+mx +1=0有实数根的充分条件,m >2不是方程x 2+mx +1=0有实数根的必要条件.[B.能力提升]1.已知等比数列{a n }的公比为q ,则下列不是{a n }为递增数列的充分条件的是( ) ①a 1<a 2;②a 1>0,q >1;③a 1>0,0<q <1;④a 1<0,0<q <1.A .①②B .①③C .③④D .①③④解析:选B.由等比数列-1,1,-1,…知①不是等比数列{a n }递增的充分条件,排除C ;显然②是等比数列{a n }递增的充分条件,排除A ;当a 1<0,0<q <1时,等比数列{a n }递增,排除D.故选B.2.设集合U ={(x ,y )|x ∈R ,y ∈R },A ={(x ,y )|2x -y +m >0},B ={(x ,y )|x +y -n ≤0},那么点P (2,3)∈A ∩(∁U B )的既是充分条件,又是必要条件的是( )A .m >-1,n <5B .m <-1,n <5C .m >-1,n >5D .m <-1,n >5解析:选A.由P (2,3)∈A 得2×2-3+m >0,即m >-1;由P (2,3)∈∁U B 得2+3-n >0,即n <5.3.函数f (x )=a -42x +1为奇函数的必要条件是________. 解析:因为x ∈R ,f (x )为奇函数.所以f (0)=0,即a -2=0,所以a =2.答案:a =24.如果命题“若A ,则B ”的否命题是真命题,而它的逆否命题是假命题,则A 是B 的________条件.(填“充分”、“必要”)解析:因为该命题的否命题为真命题,所以B ⇒A .又因为原命题和逆否命题有相同的真假性,因为它的逆否命题是假命题,所以原命题也为假命题,故A ⇒/ B ,即A 是B 的必要条件.答案:必要5.已知集合P ={x |x 2-8x -20≤0},集合S ={x ||x -1|≤m }.(1)是否存在实数m ,使x ∈P 是x ∈S 的充分条件?若存在,求出m 的取值范围;若不存在,说明理由.(2)是否存在实数m ,使x ∈P 是x ∈S 的必要条件?若存在,求出m 的取值范围;若不存在,说明理由.解:(1)由题意,x ∈P 是x ∈S 的充分条件,则P ⊆S .由x 2-8x -20≤0,解得-2≤x ≤10,所以P =[-2,10].由|x -1|≤m 得1-m ≤x ≤1+m ,所以S =[1-m ,1+m ].要使P ⊆S ,则⎩⎪⎨⎪⎧1-m ≤-2,1+m ≥10.所以⎩⎨⎧m ≥3,m ≥9.所以m ≥9, 所以实数m 的取值范围是{m |m ≥9}.(2)由题意x ∈P 是x ∈S 的必要条件,则S ⊆P .由|x -1|≤m ,可得1-m ≤x ≤m +1,要使S ⊆P ,则⎩⎪⎨⎪⎧1-m ≥-2,1+m ≤10,所以m ≤3. 所以实数m 的取值范围是{m |m ≤3}.6.(选做题)设函数f (x )=x 2-2x +3,g (x )=x 2-x .(1)解不等式|f (x )-g (x )|≥2 015;(2)若|f (x )-a |<2恒成立的充分条件是1≤x ≤2,求实数a 的取值范围.解:(1)由|f (x )-g (x )|≥2 015得|-x +3|≥2 015,即|x -3|≥2 015,所以x -3≥2 015或x -3≤-2 015,解得x ≥2 018或x ≤-2 012.故不等式的解集为{x |x ≤-2 012或x ≥2 018}.(2)依题意知:当1≤x ≤2时,|f (x )-a |<2恒成立,所以当1≤x ≤2时,-2<f (x )-a <2恒成立,即f (x )-2<a <f (x )+2恒成立.由于当1≤x ≤2时,f (x )=x 2-2x +3=(x -1)2+2的最大值为3,最小值为2,因此3-2<a <2+2,即1<a <4,所以实数a 的取值范围是(1,4).第一章 2.2 必要条件[基础达标]1.使不等式1a >1b成立的充分条件是( ) A .a <bB .a >bC .ab <0D .a >0,b <0解析:选D.a >0,b <0⇒1a >1b ,其它条件均推不出1a >1b,故选D. 2.使不等式a 2>b 2成立的必要条件是( )A .a <bB .a >bC .|a |>|b |D .ab >0解析:选C.∵a 2>b 2⇒|a |>|b |,而推不出A 、B 、D ,故选C.3.下列说法不正确的是( )A .a ∥b 是a =b 的必要条件B .a ∥b 是a =b 的不充分条件C .θ>0是sin θ>0的充分条件D .θ>0是sin θ>0的不必要条件解析:选C.由于θ>0/⇒ sin θ>0,例如θ=π,sin θ=0,∴C 中命题不正确,其余均正确.4.若“x >1”是“x >a ”的充分条件,则实数a 的取值范围是( )A .a >1B .a ≥1C .a <1D .a ≤1解析:选D.由题意,需x >1⇒x >a ,∴a ≤1,选D.5.对任意实数a ,b ,c ,在下列命题中,真命题是( )A .“ac >bc ”是“a >b ”的必要条件B .“ac =bc ”是“a =b ”的必要条件C .“ac >bc ”是“a >b ”的充分条件D .“ac =bc ”是“a =b ”的充分条件解析:选B.6.a 为素数解析:由于a=2时不成立,∴a为素数不是a为奇数的充分条件.答案:不是7.若“x2+ax+2=0”是“x=1”的必要条件,则a=________.解析:由题意x=1是方程的根,∴12+a+2=0,∴a=-3.答案:-38.命题“已知n∈Z,若a=4n,则a是偶数”中,“a是偶数”是“a=4n”的________条件,“a=4n”是“a是偶数”的________条件(用充分、必要填空).解析:命题“已知n∈Z,若a=4n,则a是偶数”是真命题,所以“a是偶数”是“a =4n”的必要条件,“a=4n”是“a是偶数”的充分条件.答案:必要充分9.(1)是否存在实数m,使2x+m<0是x2-2x-3>0的充分条件?(2)是否存在实数m,使2x+m<0是x2-2x-3>0的必要条件?解:(1)欲使2x+m<0是x2-2x-3>0的充分条件,则只要{x|x<-m2}⊆{x|x<-1或x>3},则只要-m2≤-1,即m≥2.故存在实数m≥2,使2x+m<0是x2-2x-3>0的充分条件.(2)欲使2x+m<0是x2-2x-3>0的必要条件,则只要{x|x<-m2}⊇{x|x<-1或x>3},这是不可能的,故不存在实数m,使2x+m<0是x2-2x-3>0的必要条件.10.分别判断下列“若p,则q”的命题中,p是否为q的充分条件或必要条件,并说明理由.(1)若α≠β,则sin α≠sin β.(2)若m>2,则方程x2+mx+1=0有实数根.解:(1)由于α=β⇒sin α=sin β,sin α=sin β/⇒α=β,由逆否命题的真假性相同,得sin α≠sin β⇒α≠β,α≠β/⇒sin α≠sin β,所以α≠β是sin α≠sin β的不充分条件,α≠β是sin α≠sin β的必要条件.(2)由方程x2+mx+1=0有实数根,得Δ=m2-4≥0⇔m≤-2或m≥2.由于m>2⇒Δ>0⇒方程x2+mx+1=0有实数根,而反推不成立,所以m>2是方程x2+mx+1=0有实数根的充分条件,m>2是方程x2+mx+1=0有实数根的不必要条件.[能力提升]1.已知等比数列{a n }的公比为q ,则下列不是{a n }为递增数列的充分条件的是( ) ①a 1<a 2;②a 1>0,q >1;③a 1>0,0<q <1;④a 1<0,0<q <1.A .①②B .①③C .③④D .①③④解析:选B.由等比数列-1,1,-1,…知①不是等比数列{a n }递增的充分条件,排除C ;显然②是等比数列{a n }递增的充分条件,排除A ;当a 1<0,0<q <1时,等比数列{a n }递增,排除D.故选B.2.函数f (x )=a -42x+1为奇函数的必要条件是________. 解析:∵x ∈R ,f (x )为奇函数.∴f (0)=0,即a -2=0,∴a =2.答案:a =23.已知集合P ={x |x 2-8x -20≤0},集合S ={x ||x -1|≤m }.(1)是否存在实数m ,使x ∈P 是x ∈S 的充分条件?若存在,求出m 的取值范围;若不存在,说明理由.(2)是否存在实数m ,使x ∈P 是x ∈S 的必要条件?若存在,求出m 的取值范围;若不存在,说明理由.解:(1)由题意,x ∈P 是x ∈S 的充分条件,则P ⊆S .由x 2-8x -20≤0,解得-2≤x ≤10,∴P =[-2,10].由|x -1|≤m 得1-m ≤x ≤1+m ,∴S =[1-m ,1+m ].要使P ⊆S ,则⎩⎪⎨⎪⎧1-m ≤-2,1+m ≥10.∴⎩⎪⎨⎪⎧m ≥3,m ≥9.∴m ≥9, ∴实数m 的取值范围是{m |m ≥9}.(2)由题意x ∈P 是x ∈S 的必要条件,则S ⊆P .由|x -1|≤m ,可得1-m ≤x ≤m +1,要使S ⊆P ,则⎩⎪⎨⎪⎧1-m ≥-2,1+m ≤10,∴m ≤3. ∴实数m 的取值范围是{m |m ≤3}.4.设函数f (x )=x 2-2x +3,g (x )=x 2-x .(1)解不等式|f(x)-g(x)|≥2 014;(2)若|f(x)-a|<2恒成立的充分条件是1≤x≤2,求实数a的取值范围.解:(1)由|f(x)-g(x)|≥2 014得|-x+3|≥2 014,即|x-3|≥2 014,所以x-3≥2 014或x -3≤-2 014,解得x≥2 017或x≤-2 011.(2)依题意知:当1≤x≤2时,|f(x)-a|<2恒成立,所以当1≤x≤2时,-2<f(x)-a<2恒成立,即f(x)-2<a<f(x)+2恒成立.由于当1≤x≤2时,f(x)=x2-2x+3=(x-1)2+2的最大值为3,最小值为2,因此3-2<a<2+2,即1<a<4,所以实数a的取值范围是(1,4).第一章 2.3 充要条件[基础达标]1.设x ∈R ,则x >e 的一个必要不充分条件是( )A .x >1B .x <1C .x >3D .x <3解析:选A.∵x >1⇒/ x >e ,而x >e ⇒x >1.2.设α,β分别为两个不同的平面,直线lα,则“l ⊥β”是“α⊥β”成立的( ) A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件解析:选A.根据两个平面垂直的判定定理知“l ⊥β”是“α⊥β”的充分条件,但由两个平面垂直的性质知α⊥β时,平面α内只有和它们的交线垂直的直线才能垂直于平面β,故本题中由“α⊥β”不能得到“l ⊥β”,因此选A.3.设a ,b 都是非零向量,则“a·b =±|a||b|”,是“a ,b 共线”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:选C.设〈a ,b 〉=θ,a·b =|a||b|cos θ,当|a||b|·cos θ=±|a||b|时,cos θ=±1,θ=0或π,则a 与b 共线,若a 、b 共线,则〈a ,b 〉=0或π,则a·b =±|a||b|.4.若a ,b ∈R ,则“a >b ”是“a 3+b 3>a 2b +ab 2”的( )A .充分非必要条件B .必要非充分条件C .充分且必要条件D .既非充分也非必要条件解析:选D.a 3+b 3-a 2b -ab 2=(a +b )(a -b )2,a >b /⇔ a 3+b 3>a 2b +ab 2,故选D. 5.设{a n }是等比数列,则“a 1<a 2<a 3”是“数列{a n }是递增数列”的( )A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件解析:选C.设公比为q ,由a 1<a 2<a 3得a 1<a 1q <a 1q 2,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1>0q >1或⎩⎪⎨⎪⎧a 1<00<q <1,∴充分性成立; 当{a n }递增时,则⎩⎪⎨⎪⎧a 1>0q >1或⎩⎪⎨⎪⎧a 1<00<q <1,∴a 1<a 2<a 3,必要性成立.6.在△ABC 中,“sin A =sin B ”是“a =b ”的________条件.解析:在△ABC 中,由正弦定理及sin A =sin B 可得2R sin A =2R sin B ,即a =b ;反之也成立.答案:充要7.设A 是B 的充分不必要条件,C 是B 的必要不充分条件,D 是C 的充要条件,则D 是A 的________条件.解析:由题意知:A ⇒B ⇒C ⇔D ,∴A ⇒D .答案:必要不充分8.已知条件p :|x -1|>a 和条件q :2x 2-3x +1>0,则使p 是q 的充分不必要条件的最小整数a =________.解析:由题意知a >0,设A ={x ||x -1|>a }={x |x <1-a 或x >1+a },B ={x |2x 2-3x +1>0}={x |x <12或x >1}, 由题意,A B ,∴由数轴可得⎩⎪⎨⎪⎧1-a ≤121+a >1或⎩⎪⎨⎪⎧1-a <121+a ≥1. ∴a ≥12,故a 的最小整数为1.答案:19.已知p ,q 都是r 的必要条件,s 是r 的充分条件,q 是s 的充分条件,那么:(1)s 是q 的什么条件?(2)r 是q 的什么条件?(3)p 是q 的什么条件?解:如图所示,可知:(1)因为q ⇒s ,s ⇒r ⇒q ,所以s 是q 的充要条件.(2)因为r ⇒q ,q ⇒s ⇒r ,所以r 是q 的充要条件.(3)因为q ⇒s ⇒r ⇒p ,而p ⇒/ q ,所以p 是q 的必要不充分条件.10.求证:关于x 的方程x 2+mx +1=0有两个负实根的充要条件是m ≥2.证明:(1)充分性:因为m ≥2,所以Δ=m 2-4≥0,所以方程x 2+mx +1=0有实根,设两根为x 1,x 2,由根与系数的关系知,x 1·x 2=1>0,所以x 1,x 2同号.又x 1+x 2=-m ≤-2<0,所以x 1,x 2同为负数.即x 2+mx +1=0有两个负实根的充分条件是m ≥2.(2)必要性:因为x 2+mx +1=0有两个负实根,设其为x 1,x 2,且x 1x 2=1,所以⎩⎪⎨⎪⎧Δ=m 2-4≥0,x 1+x 2=-m <0,即⎩⎪⎨⎪⎧m ≥2或m ≤-2,m >0,所以m ≥2,即x 2+mx +1=0有两个负实根的必要条件是m ≥2. 综上可知,m ≥2是x 2+mx +1=0有两个负实根的充要条件.[能力提升]1.对于数列{a n },“a n +1>|a n |(n =1,2,…)”是“{a n }为递增数列”的( )A .必要不充分条件B .充分不必要条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:选B.若{a n }单调递增,不一定能够说明a n +1>|a n |一定成立,如a n :{-n ,-(n -1),…,-2,-1}显然不满足a n +1>|a n |一定成立,但是该数列递增;如果a n +1>|a n |>0,那么无论a n 的值取正还是取负,一定能够得到{a n }单调递增,所以a n +1>|a n |是{a n }为递增数列的充分不必要条件,选B.2.设a 1、b 1、c 1、a 2、b 2、c 2均为非零实数,不等式a 1x 2+b 1x +c 1>0和a 2x 2+b 2x +c 2>0的解集分别为M 和N ,那么“a 1a 2=b 1b 2=c 1c 2”是“M =N ”的________条件(充分不必要、必要不充分、充要、既不充分也不必要).解析:如果a 1a 2=b 1b 2=c 1c 2>0,则M =N ;如果a 1a 2=b 1b 2=c 1c 2<0,则M ≠N ,∴a 1a 2=b 1b 2=c 1c 2/⇒ M =N .反之,若M =N =∅,即说明二次不等式的解集为空集、与它们的系数比无任何关系,只要求判别式小于零.因此,M =N /⇒ a 1a 2=b 1b 2=c 1c 2. 答案:既不充分也不必要3.已知数列{a n }的前n 项和为S n =aq n +b (a ≠0,q 是不等于0和1的常数),求证数列{a n }为等比数列的充要条件是a +b =0.证明:(1)必要性.∵数列{a n }为等比数列,∴S n =a 1(1-q n )1-q =a 11-q -a 11-qq n . ∵S n =aq n +b ,∴a =-a 11-q ,b =a 11-q. ∴a +b =0.(2)充分性.∵a +b =0,∴S n =aq n +b =aq n -a .∵a n =S n -S n -1=(aq n -a )-(aq n -1-a )=a (q -1)q n -1(n >1),∴a n +1a n =a (q -1)q na (q -1)q n -1=q (n >1). 又∵a 1=aq -a ,a 2=aq 2-aq ,∴a 2a 1=aq 2-aq aq -a=q . 故数列{a n }是公比为q 的等比数列.综上所述,数列{a n }为等比数列的充要条件是a +b =0.4.已知命题p :|x -1|<a (a >0),命题q :x 2+21>10x ,且p 是q 的既不充分也不必要条件,求a 的取值范围.解:由|x -1|<a (a >0),解得1-a <x <1+a .∴命题p 对应的集合为A ={x |1-a <x <1+a ,a >0}.由x 2+21>10x ,解得x <3或x >7.∴命题q 对应的集合为B ={x |x <3或x >7}.显然集合B A ,即q /⇒ p ,所以p 不是q 的必要条件.如果p 是q 的充分条件,则p ⇒q ,即A ⊆B ,所以1+a ≤3或1-a ≥7.又a >0,所以0<a ≤2.∴若p 是q 的既不充分也不必要条件,应有a >2.[A.基础达标]1.x 2+(y -2)2=0是x (y -2)=0的( ) A .必要不充分条件 B .充分不必要条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件 解析:选B.因为x 2+(y -2)2=0⇒x =0且y =2, 所以x (y -2)=0成立.但由x (y -2)=0⇒x =0或y =2, 所以x 2+(y -2)2=0不一定成立. 故x (y -2)=0x 2+(y -2)2=0.2.平面α∩平面β=l ,直线a α,直线b β,则p :“a 和b 是异面直线”是q :“a 与b 均与直线l 相交且交点不同”的( )A .必要不充分条件B .充分不必要条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:选A.由p :“a 和b 是异面直线”,则可推出其中一条直线可能与l 平行,另一条可能与l 相交,故p 不是q 的充分条件,由a 与b 均与l 相交且交点不同,则a 与b 一定异面,故p 是q 的必要条件.3.设a ,b 都是非零向量,则“a·b =±|a||b|”是“a ,b 共线”的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:选C.设〈a ,b 〉=θ,a·b =|a||b|cos θ,当|a||b|·cos θ=±|a||b|时,cos θ=±1,θ=0或π,则a 与b 共线,若a 、b 共线,则〈a ,b 〉=0或π,则a·b =±|a||b|. 4.“ω=2”是“函数y =sin(ωx +φ)的最小正周期为π”的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件解析:选A.根据T =2π|ω|=π,得ω=±2,故选A.5.“a <2”是“a 2-2a <0”的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件 解析:选B.a 2-2a <0⇔a ∈(0,2),因为{a |0<a <2}{a |a <2},所以“a <2”是“a 2-2a <0”的必要不充分条件.6.函数f (x )=a +sin x +3cos x 有零点的充要条件为a ∈________.解析:f (x )=a +2sin(x +π3),令f (x )=0,得sin(x +π3)=-a2,因为-1≤sin(x +π3)≤1,所以-2≤a ≤2.答案:[-2,2]7.已知全集S ,若p :A B ,q :∁S B ∁S A ,则p 是q 的________条件. 解析:如图,AB ⇒∁S B∁S A ,∁S B∁S A ⇒AB ⊆S .故p 是q 的充分条件,也是必要条件,即p 是q 的充要条件.答案:充要8.已知条件p :|x -1|>a 和条件q :2x 2-3x +1>0,则使p 是q 的充分不必要条件的最小整数a =________.解析:由题意知a >0,设A ={x ||x -1|>a }={x |x <1-a 或x >1+a },B ={x |2x 2-3x +1>0}={x |x <12或x >1},由题意,AB ,所以由数轴可得⎩⎪⎨⎪⎧1-a ≤12,1+a >1或⎩⎪⎨⎪⎧1-a <12,1+a ≥1.所以a ≥12,故a 的最小整数为1.答案:19.求不等式ax 2+2x +1>0恒成立的充要条件. 解:当a =0时,2x +1>0不恒成立.当a ≠0时,ax 2+2x +1>0恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧a >0,Δ=4-4a <0⇔a >1.所以不等式ax 2+2x +1>0恒成立的充要条件是a >1.10.已知命题p :|x -1|<a (a >0),命题q :x 2+21>10x ,且p 是q 的既不充分也不必要条件,求a 的取值范围.解:由|x -1|<a (a >0),解得1-a <x <1+a .所以命题p 对应的集合为A ={x |1-a <x <1+a ,a >0}. 由x 2+21>10x ,解得x <3或x >7.所以命题q 对应的集合为B ={x |x <3或x >7}. 显然集合BA ,即qp ,所以p 不是q 的必要条件.如果p 是q 的充分条件,则p ⇒q ,即A ⊆B ,所以1+a ≤3或1-a ≥7. 又a >0,所以0<a ≤2.所以若p 是q 的既不充分也不必要条件,应有a >2.[B.能力提升] 1.设a ,b 是实数,则“a >b ”是“a 2>b 2”的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件解析:选D.设a =1,b =-2,则有a >b ,但a 2<b 2,故a >b ⇒/ a 2>b 2;设a =-2,b =1,显然a 2>b 2,但a <b ,即a 2>b 2⇒/ a >b .故“a >b ”是“a 2>b 2”的既不充分也不必要条件.2.设0<x <π2,则“x sin 2x <1”是“x sin x <1”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件 解析:选B.因为0<x <π2,所以0<sin x <1.由x sin x <1知x sin 2x <sin x <1,因此必要性成立.由x sin 2x <1得x sin x <1sin x ,而1sin x>1,因此充分性不成立.3.设a 1、b 1、c 1、a 2、b 2、c 2均为非零实数,不等式a 1x 2+b 1x +c 1>0和a 2x 2+b 2x +c 2>0的解集分别为M 和N ,那么“a 1a 2=b 1b 2=c 1c 2”是“M =N ”的________条件(充分不必要、必要不充分、充要、既不充分也不必要).解析:如果a 1a 2=b 1b 2=c 1c 2>0,则M =N ;如果a 1a 2=b 1b 2=c 1c 2<0,则M ≠N ,所以a 1a 2=b 1b 2=c 1c 2⇒/ M =N .反之,若M =N =∅,即说明二次不等式的解集为空集、与它们的系数比无任何关系,只要求判别式小于零.因此,M =N a 1a 2=b 1b 2=c 1c 2.答案:既不充分也不必要4.张老师上课时在黑板上写出三个集合:A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |□x -1x <0,B ={x |x 2-3x -4≤0},C={x |log 12x >1},然后叫甲、乙、丙三位同学到讲台上,并将“□”中的数告诉了他们,要求他们各用一句话来描述,以便同学们能够确定该数,以下是甲、乙、丙三位同学的描述:甲:此数为小于6的正整数;乙:A 是B 成立的充分不必要条件;丙:A 是C 成立的必要不充分条件.若老师评说三位同学都说得对,则“□”中的数为________.解析:设“□”中的数为a ,由甲的描述知a 为小于6的正整数,则A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |0<x <1a ,B ={x |-1≤x ≤4},C =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |0<x <12,由乙的描述知1a ≤4,由丙的描述知1a >12,所以14≤a <2,再由甲的描述知a =1.答案:15.已知p :x (x -3)<0,q :2x -3<m ,若p 是q 的充分不必要条件,求实数m 的取值范围.解:p :x (x -3)<0,则0<x <3; q :2x -3<m ,则x <m +32.令集合A ={x |0<x <3},B =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x |x <m +32,在数轴上表示出集合A ,B 如图所示.由于p 是q 的充分不必要条件,则A B ,即m +32≥3,解得m ≥3.6.(选做题)已知f (x )=ax 2+bx +c (a 、b 、c ∈R ,且a ≠0).证明方程f (x )=0有两个不相等的实数根的充要条件是:存在x 0∈R ,使af (x 0)<0.证明:①充分性:若存在x 0∈R ,使af (x 0)<0,则b 2-4ac =b 2-4a [f (x 0)-ax 20-bx 0]=b 2+4abx 0+4a 2x 20-4af (x 0) =(b +2ax 0)2-4af (x 0)>0,所以方程f (x )=0有两个不等实数根. ②必要性:若方程f (x )=0有两个不等实数根,则b 2-4ac >0,设x 0=-b2a,a ·f (x 0)=a ⎣⎡⎦⎤a ⎝⎛⎭⎫-b 2a 2+b ⎝⎛⎭⎫-b2a +c=b 24-b22+ac=4ac-b24<0.所以存在x0∈R,使af(x0)<0.第一章3.1-3.2 全称量词与全称命题 存在量词与特称命题[A.基础达标]1.下列命题中,真命题是( )A .存在m ∈R ,使函数f (x )=x 2+mx (x ∈R )是偶函数B .存在m ∈R ,使函数f (x )=x 2+mx (x ∈R )是奇函数C .对任意m ∈R ,函数f (x )=x 2+mx (x ∈R )都是偶函数D .对任意m ∈R ,函数f (x )=x 2+mx (x ∈R )都是奇函数解析:选A.由于当m =0时,函数f (x )=x 2+mx =x 2为偶函数,故“存在m ∈R ,使函数f (x )=x 2+mx (x ∈R )为偶函数”是真命题.2.以下四个命题既是特称命题又是真命题的是( ) A .锐角三角形的内角是锐角或钝角 B .至少有一个实数x ,使x 2≤0 C .两个无理数的和必是无理数D .存在一个负数x ,使1x>2解析:选B.A ,C 为全称命题;对于B ,当x =0时,x 2=0≤0,正确;对于D ,显然错误.3.下列命题中是全称命题并且是真命题的是( ) A .每一个二次函数的图像都开口向上 B .存在一条直线与两个相交平面都垂直 C .存在一个实数x ,使x 2-3x +6<0 D .对任意c ≤0,若a ≤b +c ,则a ≤b解析:选D.对A 当二次项系数小于零时不成立,A 为假命题;B 、C 均为特称命题.故选D.4.下列命题是假命题的为( ) A .存在x ∈R ,lg e x =0 B .存在x ∈R ,tan x =xC .任意x ∈(0,π2),1tan x>cos xD .任意x ∈R ,e x >x +1解析:选D.对A ,x =0时成立,为真命题;对B ,当x =0时成立,为真命题;对C ,因为x ∈(0,π2),cos x >0,0<sin x <1,所以1tan x =cos xsin x>cos x ,为真命题,故选D.5.已知正四面体A -BCD 的棱长为2,点E 是AD 的中点,则下面四个命题中正确的是( )A .对任意的F ∈BC ,EF ⊥ADB .存在F ∈BC ,EF ⊥AC C .对任意的F ∈BC ,EF ≥ 3D .存在F ∈BC ,EF ∥AC解析:选A.因为△ABD 为等边三角形,E 为AD 中点,⎭⎪⎬⎪⎫所以BE ⊥AD同理CE ⊥AD BE ∩CE =E ⇒AD ⊥平面BCE ,。