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:
- 和 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。
- 所有的素数都是奇数。
- 。
- 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。
- 存在一个实数 ,使 。
- 平面内存在两条相交直线垂直于同一条直线。
- 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。
- 所有能被 整除的整数都是奇数。
- 每一个四边形的四个顶点在同一个圆上。
- 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:
- 存在一个能被 整除的整数不是奇数。
- 存在一个四边形,它的四个顶点不在同一个圆上。
- 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。
- 。
- 有的三角形是等边三角形。
- 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:
- 。
- 所有的三角形都不是等边三角形。
- 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。
- 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
-
判断下列语句是否为命题。
- 。
- 。
- 。
- 是素数。
-
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。
-
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 是 的倍数。
B 组:能力提升
-
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。
-
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。
-
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
- 写出命题的否定:
若 x>1,则 2x+1>5。并判断原命题真假。
- 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。
- 判断下列命题真假,并说明理由。
- 判断下列命题真假,并说明理由。
教材习题补充
-
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。
-
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 , 是 的倍数。
-
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。
-
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。
-
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。
-
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
-
不是命题;是命题;是命题;是命题。
-
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。
- 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 或 ,所以 除以 的余数只可能是 或 ,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。
- 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。
- 原命题完整理解为:
否定为:
原命题是假命题。反例:取 ,则 ,但 。
- 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。
- 真命题。因为:
- 假命题。因为任意实数 都有:
所以:
不存在实数 使 。
-
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。
-
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 或 ,所以 模 的余数为 或 ,不可能是 。
-
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。
-
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”。
-
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”。
-
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。