1.5.2 全称量词命题和存在量词命题的否定

一、刷基础

1.“ $ \forall x\in \boldsymbol{N} $ , $ 8x+1 $ 是奇数”的否定是(      )

A. $ \exists x\in \boldsymbol{N} $ , $ 8x+1 $ 不是奇数

B. $ \forall x\in \boldsymbol{N} $ , $ 8x+1 $ 不是奇数

C. $ \forall x\notin \mathrm{N} $ , $ 8x+1 $ 不是奇数

D. $ \exists x\in \boldsymbol{N} $ , $ 8x+1 $ 是奇数

答案:A
解析:

“ $ \forall x\in \boldsymbol{N} $ , $ 8x+1 $ 是奇数”的否定是“ $ \exists x\in \boldsymbol{N} $ , $ 8x+1 $ 不是奇数”.故选 $ \mathrm{A} $ .


2.命题 $ p:\forall x\in {x|0\leqslant x\leqslant 2} $ , $ {x}^{2}+1\geqslant 1 $ ,则 $ p $ 的否定是(      )

A. $ \forall x\notin {x|0\leqslant x\leqslant 2} $ , $ {x}^{2}+1 < 1 $

B. $ \forall x\in {x|0\leqslant x\leqslant 2} $ , $ {x}^{2}+1 < 1 $

C. $ \exists x\notin {x|0\leqslant x\leqslant 2} $ , $ {x}^{2}+1 < 1 $

D. $ \exists x\in {x|0\leqslant x\leqslant 2} $ , $ {x}^{2}+1 < 1 $

答案:D
解析:

全称量词命题的否定是存在量词命题,则命题 $ \forall x\in {x|0\leqslant x\leqslant 2} $ , $ {x}^{2}+1\geqslant 1 $ 的否定是 $ \exists x\in {x|0\leqslant x\leqslant 2} $ , $ {x}^{2}+1 < 1 $ ,故选 $ \mathrm{D} $ .


3.设命题 $ p:\exists n\in \boldsymbol{N} $ , $ {n}^{2} > {2}^{n} $ ,则 $ ¬p $ 为(      )

A. $ \forall n\in \boldsymbol{N} $ , $ {n}^{2} > {2}^{n} $

B. $ \exists n\in \boldsymbol{N} $ , $ {n}^{2}\leqslant {2}^{n} $

C. $ \forall n\in \boldsymbol{N} $ , $ {n}^{2}\leqslant {2}^{n} $

D. $ \exists n\in \boldsymbol{N} $ , $ {n}^{2}={2}^{n} $

答案:C
解析:

命题是存在量词命题,其否定是全称量词命题,同时还要否定结论,所以 $ ¬p:\forall n\in \boldsymbol{N} $ , $ {n}^{2}\leqslant {2}^{n} $ .故选 $ \mathrm{C} $ .


4.已知命题 $ p:\exists a $ , $ b\in \boldsymbol{R} $ ,使得 $ {a}^{2} < {b}^{2} $ 成立,则下列说法正确的是(      )

A. $ ¬p:\forall a $ , $ b\in \boldsymbol{R} $ , $ {a}^{2} > {b}^{2} $ ,为假命题

B. $ ¬p:\forall a $ , $ b\in \boldsymbol{R} $ , $ {a}^{2}\geqslant {b}^{2} $ ,为假命题

C. $ ¬p:\forall a $ , $ b\in \boldsymbol{R} $ , $ {a}^{2} > {b}^{2} $ ,为真命题

D. $ ¬p:\forall a $ , $ b\in \boldsymbol{R} $ , $ {a}^{2}\geqslant {b}^{2} $ ,为真命题

答案:B
解析:

已知命题 $ p $ 是真命题,则 $ ¬p:\forall a $ , $ b\in \boldsymbol{R} $ , $ {a}^{2}\geqslant {b}^{2} $ ,且是假命题.故选 $ \mathrm{B} $ .


5.下列说法正确的是(      )(多选)

A.若 $ p:\exists x\in \boldsymbol{R} $ , $ {x}^{2}+1 > 2x $ ,则 $ ¬p:\forall x\in \boldsymbol{R} $ , $ {x}^{2}+1 < 2x $

B.若 $ p:\forall x $ , $ y\in \boldsymbol{R} $ , $ {x}^{2}+{y}^{2}\geqslant 0 $ ,则 $ ¬p:\exists x $ , $ y\in \boldsymbol{R} $ , $ {x}^{2}+{y}^{2} < 0 $

C. $ \exists {x}_{0}\in \boldsymbol{R} $ , $ \dfrac{1}{{x}_{0}} < {x}_{0}+1 $ 为真命题

D. $ \forall x\in \boldsymbol{R} $ , $ {x}^{3} > 0 $ 为真命题

答案:BC
解析:

对于 $ \mathrm{A} $ ,命题 $ p:\exists x\in \boldsymbol{R} $ , $ {x}^{2}+1 > 2x $ 的否定是 $ ¬p:\forall x\in \boldsymbol{R} $ , $ {x}^{2}+1\leqslant 2x $ ,故 $ \mathrm{A} $ 错误;

对于 $ \mathrm{B} $ ,命题 $ p:\forall x $ , $ y\in \boldsymbol{R} $ , $ {x}^{2}+{y}^{2}\geqslant 0 $ 的否定是 $ ¬p:\exists x $ , $ y\in \boldsymbol{R} $ , $ {x}^{2}+{y}^{2} < 0 $ ,故 $ \mathrm{B} $ 正确;

对于 $ \mathrm{C} $ , $ \exists {x}_{0}\in \boldsymbol{R} $ , $ \dfrac{1}{{x}_{0}} < {x}_{0}+1 $ ,例如 $ {x}_{0}=1 $ 时成立,故 $ \mathrm{C} $ 正确;

对于 $ \mathrm{D} $ , $ \forall x\in \boldsymbol{R} $ , $ {x}^{3} > 0 $ ,当 $ x\leqslant 0 $ 时, $ {x}^{3}\leqslant 0 $ ,因此 $ {x}^{3} > 0 $ 对任意 $ x\in \boldsymbol{R} $ 不成立,故 $ \mathrm{D} $ 错误.故选 $ \mathrm{B}\mathrm{C} $ .


6.命题“存在实数 $ x $ ,使 $ {x}^{2}+2x-8=0 $ ”的否定是                  .

答案:

对任意实数 $ x $ ,都有 $ {x}^{2}+2x-8\ne 0 $

解析:

$ \because $   存在量词命题的否定为全称量词命题,

$ \therefore $   该命题的否定为对任意实数 $ x $ ,都有 $ {x}^{2}+2x-8\ne 0 $ .


7.若命题“ $ \exists x\in {x|1 < x < 2} $ , $ a > 2x $ ”为假命题,则实数 $ a $ 的取值范围是(      )

A. $ {a|a < 2} $

B. $ {a|a\leqslant 2} $

C. $ {a|a < 4} $

D. $ {a|a\leqslant 4} $

答案:B
解析:

因为命题“ $ \exists x\in {x|1 < x < 2} $ , $ a > 2x $ ”为假命题,所以命题“ $ \forall x\in {x|1 < x < 2} $ , $ a\leqslant 2x $ ”为真命题.因为当 $ 1 < x < 2 $ 时, $ 2 < 2x < 4 $ ,所以 $ a\leqslant 2 $ .故选 $ \mathrm{B} $ .


8.已知 $ a $ 为实数,使“ $ \forall x\in {x|3\leqslant x\leqslant 4} $ , $ x-a < 0 $ ”为假命题的一个充分不必要条件是(      )

A. $ a > 4 $

B. $ a > 5 $

C. $ a < 3 $

D. $ a\leqslant 4 $

答案:C
解析:

因为“ $ \forall x\in {x|3\leqslant x\leqslant 4} $ , $ x-a < 0 $ ”为假命题,所以“ $ \exists x\in {x|3\leqslant x\leqslant 4} $ , $ x-a\geqslant 0 $ ”为真命题,所以 $ 4-a\geqslant 0 $ ,解得 $ a\leqslant 4 $ .

所以“ $ \forall x\in {x|3\leqslant x\leqslant 4} $ , $ x-a < 0 $ ”为假命题的一个充分不必要条件是 $ {a|a\leqslant 4} $ 的真子集.故选 $ \mathrm{C} $ .


9.已知命题 $ p:\forall x\in {x|2\leqslant x\leqslant 3} $ , $ {x}^{2}-a\geqslant 0 $ ,命题 $ q:\exists x\in \boldsymbol{R} $ , $ a{x}^{2}+3x-1=0 $ .

(1) 若命题 $ ¬p $ 为真命题,求实数 $ a $ 的取值范围;

(2) 若命题 $ p $ 和 $ q $ 有且仅有一个是真命题,求实数 $ a $ 的取值范围.

答案:

(1) 【解】因为命题 $ ¬p $ 为真命题,即 $ \exists x\in {x|2\leqslant x\leqslant 3} $ , $ {x}^{2}-a < 0 $ 为真命题,

即 $ \exists x\in {x|2\leqslant x\leqslant 3} $ , $ a > {x}^{2} $ .

因为 $ 4\leqslant {x}^{2}\leqslant 9 $ ,所以 $ a > 4 $ ,所以实数 $ a $ 的取值范围为 $ {a|a > 4} $ .

(2) 【解】当 $ p:\forall x\in {x|2\leqslant x\leqslant 3} $ , $ {x}^{2}-a\geqslant 0 $ 为真命题时,

因为 $ 4\leqslant {x}^{2}\leqslant 9 $ ,所以 $ a\leqslant 4 $ ,故 $ p $ 为真命题时, $ a\leqslant 4 $ .

当命题 $ q:\exists x\in \boldsymbol{R} $ , $ a{x}^{2}+3x-1=0 $ 为真命题时,

若 $ a=0 $ ,则 $ x=\dfrac{1}{3} $ ,符合要求;

若 $ a\ne 0 $ ,则 $ \mathrm{\Delta }=9+4a\geqslant 0 $ ,即 $ a\geqslant -\dfrac{9}{4} $ ,此时 $ a\geqslant -\dfrac{9}{4} $ 且 $ a\ne 0 $ 符合要求.

综上, $ q $ 为真命题时, $ a\geqslant -\dfrac{9}{4} $ .

所以当 $ p $ 真 $ q $ 假时, $ a < -\dfrac{9}{4} $ ;

当 $ p $ 假 $ q $ 真时, $ a > 4 $ .

因此,命题 $ p $ 和 $ q $ 有且仅有一个是真命题时,实数 $ a $ 的取值范围为 $ {a|a < -\dfrac{9}{4}或a > 4} $ .

解析:

10.命题“ $ \exists x > 0 $ , $ {x}^{2}-4x+3 < 0 $ ”的否定为                        .

答案:

$ \forall x > 0 $ , $ {x}^{2}-4x+3\geqslant 0 $

解析:

因为存在量词命题的否定为全称量词命题,所以“ $ \exists x > 0 $ , $ {x}^{2}-4x+3 < 0 $ ”的否定为“ $ \forall x > 0 $ , $ {x}^{2}-4x+3\geqslant 0 $ ”.


11.命题“ $ \forall x > -3 $ , $ \dfrac{3}{2x-4} < 0 $ ”的否定是                                  .

答案:

$ \exists x > -3 $ , $ \dfrac{3}{2x-4}\geqslant 0 $ 或 $ 2x-4=0 $

解析:

$ \because $ 全称量词命题的否定为存在量词命题, $ \therefore $ “ $ \forall x > -3 $ , $ \dfrac{3}{2x-4} < 0 $ ”的否定是“ $ \exists x > -3 $ , $ \dfrac{3}{2x-4}\geqslant 0 $ 或 $ 2x-4=0 $ ”.


12.“ $ \exists a\in \boldsymbol{R} $ , $ {x}^{2}-ax > 0 $ ”的否定是                      .

答案:

$ \forall a\in \boldsymbol{R} $ , $ {x}^{2}-ax\leqslant 0 $

解析: