1.5 全称量词与存在量词:核心知识点讲解

本节学习目标

学完本节,需要掌握:

  • 什么是量词,为什么含变量的语句加上量词后可以成为命题。
  • 什么是全称量词、全称量词命题。
  • 什么是存在量词、存在量词命题。
  • 如何判断全称量词命题和存在量词命题的真假。
  • 如何正确写出含一个量词的命题的否定。
  • 如何否定省略全称量词的“若 ,则 ”形式命题。

这一节的核心是两件事:

判断:全称看全部,存在找一个。
否定:全称变存在,存在变全称。

核心知识点讲解

一、知识对象与问题情境

本节研究的知识对象是“含变量语句如何变成命题,以及含量词命题怎样判断真假、怎样否定”。在前面学习命题时,我们关注“能不能判断真假”;本节进一步关注:

变量取什么范围?是要求所有对象都满足,还是只要存在一个对象满足?

常见问题情境有四类:

  • 含变量语句本身不能判断真假,需要用量词和范围使它成为命题。
  • 判断“所有、任意、每一个”这类全称量词命题的真假。
  • 判断“存在、至少有一个、有些”这类存在量词命题的真假。
  • 写出含量词命题和省略量词的“若 ,则 ”命题的否定。

本节的主线可以概括为:

识别量词 -> 明确变量范围 -> 判断真假 -> 写出否定

二、核心概念与定义条件

1. 含变量的语句不一定是命题

命题是可以判断真假的陈述句。

但有些语句含有变量,如果没有说明变量取什么值,就不能判断真假。

例如:

如果 ,它是真的;如果 ,它是假的。所以在没有限定 的情况下,它还不是命题。

再如:

如果 ,它总是真的;如果 ,它就不是真的。

因此,含变量的语句要变成命题,通常需要给变量加上取值范围和量词。

2. 量词

用来限定变量取值方式的词语叫做量词。

常见量词有两类:

  • 全称量词:所有的、任意一个、每一个、一切。
  • 存在量词:存在一个、至少有一个、有些、有的。

例如:

对任意 x∈Z,2x+1 是奇数。

这是命题,因为它明确说明了变量范围和判断对象。

3. 全称量词

“所有的”“任意一个”“每一个”“一切”等叫做全称量词,用符号表示为:

含有全称量词的命题叫做全称量词命题。

一般形式:

读作:

对集合 M 中任意一个 x,p(x) 成立。

例如:

这是全称量词命题。

再如:

所有正方形都是矩形。

也可以理解为全称量词命题。

4. 判断全称量词命题真假

要判断:

的真假:

  • 要证明它是真命题,必须说明 中每一个 都满足
  • 要证明它是假命题,只需要找到一个反例。

反例形式:

例如:

所有素数都是奇数。

这是假的,因为:

是素数,但 不是奇数。

再如:

这是真的,因为对任意实数 ,都有:

所以:

5. 存在量词

“存在一个”“至少有一个”“有些”“有的”等叫做存在量词,用符号表示为:

含有存在量词的命题叫做存在量词命题。

一般形式:

读作:

存在集合 M 中的元素 x,使 p(x) 成立。

例如:

这是真命题,因为取 即可。

再如:

有些平行四边形是菱形。

这也是存在量词命题。

6. 判断存在量词命题真假

要判断:

的真假:

  • 要证明它是真命题,只需要找到一个例子,使 成立。
  • 要证明它是假命题,必须说明 中没有任何元素满足

例如:

这是假的,因为判别式:

所以方程无实数根。

再如:

有些平行四边形是菱形。

这是真的,因为正方形既是平行四边形,也是菱形。

7. 命题的否定

对一个命题进行否定,可以得到一个新的命题,叫做原命题的否定。

一个命题和它的否定具有以下关系:

  • 不能同时为真。
  • 不能同时为假。
  • 必定一真一假。

例如:

56 是 7 的倍数。

它的否定是:

56 不是 7 的倍数。

三、符号语言与等价表示

含量词命题常用符号语言表示,核心是同时写清“变量范围”和“性质条件”。

类型语言形式符号形式读法
全称量词命题对任意 成立 中每一个 都满足
存在量词命题存在 ,使 成立 中至少有一个 满足
全称命题的否定存在 ,使 不成立找到一个反例
存在命题的否定对任意 不成立全部都不满足

写符号时要特别注意:

  • 后面必须有变量和范围,例如
  • 是关于变量 的判断内容,否定时要否定这一部分。
  • 变量范围不能随意扩大或缩小,否则命题真假可能改变。

四、关键性质、定理与公式

1. 全称量词命题的否定

全称量词命题:

它的否定是:

也就是说:

所有都满足

的否定是:

存在一个不满足

例如:

所有矩形都是平行四边形。

它的否定是:

存在一个矩形不是平行四边形。

再如:

它的否定是:

2. 存在量词命题的否定

存在量词命题:

它的否定是:

也就是说:

存在一个满足

的否定是:

所有都不满足

例如:

有些平行四边形是菱形。

它的否定是:

所有平行四边形都不是菱形。

再如:

它的否定是:

3. 常见否定规则

原命题形式否定形式

五、典型模型与解题方法

1. 判断真假模型

全称量词命题和存在量词命题的真假判断可以用一张表记住:

命题类型证明为真证明为假
对任意 证明 成立找一个 使 不成立
找一个 使 成立证明任意 都不满足

2. 写否定模型

写否定时固定做两步:

第一步:量词互换。
第二步:否定结论。

也就是:

3. 省略量词的“若 p,则 q”模型

很多“若 ,则 ”其实是省略全称量词的命题:

它的否定不是“若 ,则 ”,而是:

这其实就是“找到一个反例”。

六、题型应用与迁移

本节知识会在后续数学学习中反复使用:

  • 在函数与不等式中,判断“对任意 都成立”或“存在 使等式成立”。
  • 在方程中,用判别式说明“存在实根”或“不存在实根”。
  • 在几何中,把“所有某类图形都满足某性质”写成全称命题。
  • 在证明与反证中,通过命题否定准确表达“反例”或“矛盾假设”。

重点梳理

重点 1:全称命题看“每一个”

全称量词命题要对范围内所有对象都成立。

例如:

是真命题,因为任意实数的平方都大于或等于

但:

所有素数都是奇数。

是假命题,因为 是反例。

重点 2:存在命题看“找得到”

存在量词命题只需要找到一个例子。

例如:

存在一个四边形,它的两条对角线互相垂直。

是真命题,因为菱形就是例子。

但:

是假命题,因为:

两个连续整数中必有一个偶数,所以 一定是偶数。

重点 3:否定命题必须“换量词 + 否定结论”

只否定结论,不换量词,是常见错误。

例如:

原命题:

否定应为:

而不是:

重点 4:省略量词的命题要先补全

很多数学命题省略了全称量词。

例如:

若 x>1,则 2x+1>5。

完整形式是:

它的否定是:

不是:

若 x>1,则 2x+1≤5。

难点突破

难点 1:全称命题为假,只需要一个反例

要否定“所有都成立”,不需要证明很多对象不成立,只要找一个不成立即可。

例如:

每一个素数都是奇数。

反例:

所以原命题是假命题。

难点 2:存在命题为假,需要说明全部不成立

要说明“存在一个满足”是假,必须证明没有任何一个满足。

例如:

要判断为假,就要说明这个方程没有实数根。可用判别式:

难点 3:“有些”的否定不是“有些不”

原命题:

有些平行四边形是菱形。

否定不是:

有些平行四边形不是菱形。

正确否定是:

所有平行四边形都不是菱形。

因为“有些是”的反面是“一个都不是”。

难点 4:“所有”的否定不是“所有都不”

原命题:

所有矩形都是平行四边形。

否定不是:

所有矩形都不是平行四边形。

正确否定是:

存在一个矩形不是平行四边形。

因为“全部都满足”的反面是“至少一个不满足”。

难点 5:否定“若 p,则 q”

省略量词的“若 ,则 ”通常表示:

它的否定是:

也就是:

找到一个反例:满足条件 p,但结论 q 不成立。

例题讲解

例题 1:判断全称量词命题真假

判断下列全称量词命题的真假。

  1. 所有的素数都是奇数。
  2. 对任意一个无理数 也是无理数。

解析:

第 1 题: 是素数,但 不是奇数,所以是假命题。

第 2 题:任意实数 都有 ,所以 ,是真命题。

第 3 题:取:

是无理数,但:

是有理数,所以是假命题。

答案:假,真,假。

例题 2:判断存在量词命题真假

判断下列存在量词命题的真假。

  1. 存在一个实数 ,使
  2. 平面内存在两条相交直线垂直于同一条直线。
  3. 有些平行四边形是菱形。

解析:

第 1 题:

所以方程无实根,命题是假命题。

第 2 题:平面内垂直于同一条直线的两条直线互相平行,不可能相交,所以是假命题。

第 3 题:正方形既是平行四边形又是菱形,所以是真命题。

答案:假,假,真。

例题 3:写出全称量词命题的否定

写出下列命题的否定。

  1. 所有能被 整除的整数都是奇数。
  2. 每一个四边形的四个顶点在同一个圆上。
  3. 的个位数字不等于

解析:

全称量词命题的否定规则:

的否定是:

答案:

  1. 存在一个能被 整除的整数不是奇数。
  2. 存在一个四边形,它的四个顶点不在同一个圆上。
  3. 的个位数字等于

例题 4:写出存在量词命题的否定

写出下列命题的否定。

  1. 有的三角形是等边三角形。
  2. 有一个偶数是素数。

解析:

存在量词命题的否定规则:

的否定是:

答案:

  1. 所有的三角形都不是等边三角形。
  2. 任意一个偶数都不是素数。

例题 5:写出命题否定并判断真假

写出下列命题的否定,并判断否定命题的真假。

  1. 任意两个等边三角形都相似。

解析:

第 1 题原命题是全称量词命题。

它的否定是:

存在两个等边三角形,它们不相似。

因为任意两个等边三角形对应角都为 ,所以任意两个等边三角形都相似。因此否定命题是假命题。

第 2 题原命题是存在量词命题。

它的否定是:

因为:

所以对任意实数 ,都有:

因此否定命题是真命题。

易错点整理

易错点 1:把含变量语句直接当命题

例如:

没有说明 的范围和取值方式,不能直接判断真假。

易错点 2:全称命题为真时只举一个例子

要证明:

为真,不能只举一个例子,必须说明所有 都成立。

易错点 3:存在命题为真时不会找例子

要证明:

为真,只要找到一个满足条件的例子即可。

易错点 4:否定时只否定结论,不改变量词

错误:

的否定写成:

正确:

易错点 5:“有些是”的否定写成“有些不是”

错误:

有些三角形是直角三角形。

的否定写成:

有些三角形不是直角三角形。

正确:

所有三角形都不是直角三角形。

易错点 6:否定“若 p,则 q”时格式错误

原命题:

若 p,则 q。

如果它省略了全称量词,则否定应为:

存在一种情况,使 p 成立且 q 不成立。

不是:

若 p,则非 q。

考点考证点整理

考点 1:识别全称量词和存在量词

  • 出题思路:给出自然语言命题,要求判断它是全称量词命题、存在量词命题,或改写成含 的符号形式。
  • 关键条件:全称关键词有“所有、任意、每一个、一切、任给”;存在关键词有“存在、至少有一个、有些、有的、某些”。同时必须看清变量范围,如 、几何图形集合等。
  • 解答要点:先圈出量词,再写变量和范围,最后写性质 。例如“任意实数的平方非负”写成
  • 易扣分点:只写量词符号却漏掉变量范围;把“不都是”误读成全称否定,其实“不都是”通常表示“存在一个不是”。

考点 2:判断含量词命题真假

  • 出题思路:给出全称量词命题或存在量词命题,要求判断真假并说明理由。
  • 关键条件:全称命题为真要覆盖集合 中所有元素,为假只需一个反例;存在命题为真只需一个例子,为假要证明所有对象都不满足。
  • 解答要点:全称为真时给一般性证明,如平方非负、垂直平分线性质;全称为假时给反例并说明反例属于范围。存在为真时给出具体对象;存在为假时用定理、判别式、分类讨论等排除全部可能。
  • 易扣分点:用一个例子证明全称命题为真;反例不属于题目给定范围;存在命题为假时只说“找不到”,没有证明“不存在”。

考点 3:写命题的否定

  • 出题思路:要求写出全称命题或存在命题的否定,有时还要求判断原命题和否定命题的真假。
  • 关键条件:否定含一个量词的命题必须同时完成“量词互换”和“结论否定”。
  • 解答要点:使用公式 。自然语言中,“所有都……”的否定是“存在一个不……”,“有些……”的否定是“所有都不……”。
  • 易扣分点:只否定结论但不改变量词;把“有些是”的否定写成“有些不是”;把“所有是”的否定写成“所有不是”。

考点 4:否定不等式

  • 出题思路:在写命题否定时,把等式、不等式或复合条件正确否定。
  • 关键条件: 的否定是 的否定是 的否定是 的否定是 的否定是 ;“且”的否定是“或”,“或”的否定是“且”。
  • 解答要点:先改变量词,再逐个否定结论中的判断条件。例如 的否定是
  • 易扣分点:把 的否定写成 ,漏掉等号;复合条件中只否定其中一部分;没有保留原来的变量范围。

考点 5:否定省略量词的命题

  • 出题思路:给出“若 ,则 ”形式的数学命题,要求写否定并判断真假。
  • 关键条件:“若 ,则 ”通常省略了全称量词,完整形式是
  • 解答要点:否定应写成 。也就是找一个反例:满足条件 ,但结论 不成立。
  • 易扣分点:误写成“若 ,则非 ”;忘记写“存在”;没有说明反例所在范围;把原命题真假和否定命题真假混在一起。

练习题

A 组:基础巩固

  1. 判断下列语句是否为命题。

    • 是素数。
  2. 判断下列全称量词命题的真假。

    • 每一个末位是 的整数都是 的倍数。
    • 任何实数都有算术平方根。
    • 对任意负数 是正数。
    • 每个梯形的对角线相等。
  3. 判断下列存在量词命题的真假。

    • 有些实数是无限不循环小数。
    • 存在一个三角形不是等腰三角形。
    • 有些菱形是正方形。
    • 至少有一个整数 ,使 的倍数。

B 组:能力提升

  1. 写出下列命题的否定。

    • 所有可以被 整除的整数,末位数字都是
    • 存在一个四边形,它的对角线互相垂直。
  2. 写出下列命题的否定,并判断原命题真假。

    • 平面直角坐标系下每条直线都与 轴相交。
    • 每个二次函数的图象都是轴对称图形。
    • 存在一个三角形,它的内角和小于
    • 存在一个四边形,它的四个顶点不在同一个圆上。
  3. 将下列命题改写成含有一个量词的命题,并写出否定。

    • 平行四边形的对角线互相平分。
    • 三个连续整数的乘积是 的倍数。
    • 三角形不都是中心对称图形。
    • 一元二次方程不总有实数根。

C 组:综合应用

  1. 写出命题的否定:
若 x>1,则 2x+1>5。

并判断原命题真假。

  1. 写出命题的否定:
若四边形是等腰梯形,则这个四边形的对角线相等。

并判断原命题真假。

  1. 判断下列命题真假,并说明理由。
  1. 判断下列命题真假,并说明理由。

教材习题补充

  1. 教材习题 1.5 第 1 题:判断下列全称量词命题真假:每一个末位是 的整数都是 的倍数;线段垂直平分线上的点到两端点距离相等;对任意负数 是正数;梯形的对角线相等。

  2. 教材习题 1.5 第 2 题:判断下列存在量词命题真假:有些实数是无限不循环小数;存在一个三角形不是等腰三角形;有些菱形是正方形;至少有一个整数 的倍数。

  3. 教材习题 1.5 第 3 题:写出下列命题的否定:;所有可以被 整除的整数末位数字都是 ;存在一个四边形,它的对角线互相垂直。

  4. 教材习题 1.5 第 4 题:判断命题真假并写否定:平面直角坐标系下每条直线都与 轴相交;每个二次函数图象都是轴对称图形;存在一个三角形内角和小于 ;存在一个四边形四个顶点不在同一个圆上。

  5. 教材习题 1.5 第 5 题:将命题改写成含一个量词的全称或存在命题,并写否定:平行四边形的对角线互相平分;三个连续整数的乘积是 的倍数;三角形不都是中心对称图形;一元二次方程不总有实数根。

  6. 教材习题 1.5 第 6 题:说明“若 ,则 ”形式命题的正确否定,并分别写出“若 ,则 ”“若四边形为等腰梯形,则对角线相等”的否定与真假判断。

练习题答案

  1. 不是命题;是命题;是命题;是命题。

  2. 真;假;真;假。

说明:负数没有算术平方根;一般梯形对角线不一定相等。

  1. 真;真;真;假。

第 4 小题说明:整数 不论奇偶, 除以 的余数只可能是 ,所以 除以 的余数只可能是 ,不可能是

  • 存在一个可以被 整除的整数,它的末位数字不是
  • 任意一个四边形,它的对角线都不互相垂直。
  • 原命题假。否定:存在一条直线,它不与 轴相交。
  • 原命题真。否定:存在一个二次函数,它的图象不是轴对称图形。
  • 原命题假。否定:任意一个三角形,它的内角和都不小于
  • 原命题真。否定:任意一个四边形,它的四个顶点都在同一个圆上。
  1. 示例答案:
  • ,若 是平行四边形,则 的对角线互相平分。否定:存在一个平行四边形,它的对角线不互相平分。
  • 对任意三个连续整数,它们的乘积是 的倍数。否定:存在三个连续整数,它们的乘积不是 的倍数。
  • 存在一个三角形,它不是中心对称图形。否定:所有三角形都是中心对称图形。
  • 存在一个一元二次方程没有实数根。否定:所有一元二次方程都有实数根。
  1. 原命题完整理解为:

否定为:

原命题是假命题。反例:取 ,则 ,但

  1. 否定为:
存在一个四边形,它是等腰梯形,但它的对角线不相等。

原命题是真命题。

  1. 真命题。因为:
  1. 假命题。因为任意实数 都有:

所以:

不存在实数 使

  1. 教材习题 1.5 第 1 题答案:真;真;真;假。梯形不一定是等腰梯形,所以对角线不一定相等。

  2. 教材习题 1.5 第 2 题答案:真;真;真;假。整数平方模 的余数只能是 ,所以 的余数为 ,不可能是

  3. 教材习题 1.5 第 3 题答案:;存在一个可以被 整除的整数,它的末位数字不是 ;任意一个四边形,它的对角线都不互相垂直。

  4. 教材习题 1.5 第 4 题答案:第一句假,否定为“存在一条直线不与 轴相交”;第二句真,否定为“存在一个二次函数图象不是轴对称图形”;第三句假,否定为“任意一个三角形内角和都不小于 ”;第四句真,否定为“任意一个四边形四个顶点都在同一个圆上”。

  5. 教材习题 1.5 第 5 题答案示例:任意平行四边形的对角线互相平分,否定为“存在一个平行四边形对角线不互相平分”;任意三个连续整数的乘积是 的倍数,否定为“存在三个连续整数乘积不是 的倍数”;存在一个三角形不是中心对称图形,否定为“所有三角形都是中心对称图形”;存在一个一元二次方程没有实数根,否定为“所有一元二次方程都有实数根”。

  6. 教材习题 1.5 第 6 题答案:省略量词的“若 ,则 ”通常应理解为全称命题,否定是“存在一种情况,使 成立且 不成立”。“若 ,则 ”的否定为 ,原命题假,如 。“若四边形为等腰梯形,则这个四边形的对角线相等”的否定为“存在一个等腰梯形,它的对角线不相等”,原命题真。