“简单的逻辑联结词”学习指导

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  数学学习离不开用逻辑用语来表述概念和论证结论,因而逻辑联结词就成为高中数学学习的重点.下面笔者就如何学习本节知识作阐述,希望对同学们的学习有所裨益.
  
  一、理解概念的关键点
  1. 定义
  (1)“且”([p∧q])
  这里的“且”与生活中的“和”“并且”“以及”“既…,又…”意思相当,即要求两者必须同时成立.同时我们也可以联系必修1中有关集合的知识,可知“且”与集合的“交”是一致的.
  (2)“或”([p∨q])
  逻辑中的“或”与生活中的“或”还是有所区别的:生活中的“或”一般指二者必居其一但并不兼有,而逻辑用语中的“或”指二者取一或二者均有,它与集合的“并”是一致的.
  (3)“非”(¬[p])
  “非”是对一个命题的全盘否定,它与集合的“补”一致.
  2. 真值表
  对“且”“或”“非”命题的真假关系,我们可以用下表来直观表达:
  3. “且”“或”“非”命题的判定
  (1)含有“且”“或”“非”字眼的命题并不一定是“且”“或”“非”命题.
  例1 判断正误:
  (1)命题“一组对边平行且相等的四边形是平行四边形”是“且”命题;
  (2)命题“[x2-x-6=0的解是x=-2或x=3]”是“或”命题;
  (3)命题“非零实数的零次幂等于1”是“非”命题.
  答案 (1)错 (2)错 (3)错
  分析 (1)粗看起来,这是一个“[p∧q]”形式的命题,理由似乎很充分:它含有逻辑联结词“且”.它到底是不是“且”命题呢?我们可以用上面的真值表来检验.记[p]:一组对边平行的四边形是平行四边形,[q]:一组对边相等的四边形是平行四边形.很显然,[p]和[q]都是假命题,由真值表可以知道“[p∧q]”也是假命题,但命题“一组对边平行且相等的四边形是平行四边形”却是一个真命题,于是出现了矛盾. 问题出在哪里呢?不难看出,原因就是该命题不是“[p∧q]”形式的命题.类似的还有“满足不等式[x2-x-6<0]的[x]的范围为[-2-2]且[x<3])”.
  (2)“[x2-x-6=0]的解是[x=-2]或[x=3]”也不是“或”命题.理由:记[p]:[x2-x-6=0]的解是[x=-2],[q]:[x2-x-6=0]的解是[x=3].这里的“解”实际上是“所有的解”的意思,很容易看出,[p]和[q]均是假命题,由真值表可以知道“[p∨q]”应该为假命题,而命题“[x2-x-6=0]的解是[x=-2]或[x=3]”却是真命题,又出现了矛盾,因此命题“[x2-x-6=0]的解是[x=-2]或[x=3]”也不是“或”命题.
  (3)命题“非零实数的零次幂等于1”不是“非”命题.我们很容易看出,该命题虽然含有“非”字,但它却不是“非”命题.
  点评 根据第(1)题的解析,我们可以总结一个规律:命题“同时具有[n1、n2、⋯、nk]性质的A是B”不是“[p∧q]”形式的命题.根据第(2)题的解析,我们也可以总结一个规律:命题“A的所有对象是[n1、n2、⋯、nk]”也不是“[p∨q]”形式的命题.
  (2)不含“且”“或”“非”字眼的命题也可能是“且”“或”“非”命题.
  例2 判断下列命题的形式:
  (1)[2≤2];
  (2)有两个角为[45°]的三角形是等腰直角三角形.
  解析 (1)命题“[2≤2]”是“[p∨q]”形式的命题,其中[p]:2=2,[q]:[2<2];
  (2)命题“有两个角为[45°]的三角形是等腰直角三角形”是“[p∧q]”形式的命题.其中[p]:有两个角为[45°]的三角形是等腰三角形,[q]:有两个角为[45°]的三角形是直角三角形.
  点评 判断一个命题是否为“且”“或”“非”命题,不仅要看命题中是否含有“且”“或”“非”这些字眼,还要用真值表来检验.
  
  二、学习过程中应注意的几个问题
  部分同学由于理解上的模糊、错误,在书写“且”“或”“非”命题时常出现混淆、遗漏、错写等现象,总结起来主要有下面几种情况.
  1. “且”和“或”混淆不清
  例3 记[x=a2b2+5,y=2ab-a2-4a],若[x>y],则实数[a、b]应满足的充要条件为 .
  错解 ∵[x-y=(a2b2+5)-(2ab-a2-4a)=(ab-][1)2+(a+2)2≥0],若要[x>y],则
  [(ab-1)2+(a+2)2≠0⇒ab-1≠0a+2≠0⇒ab≠1a≠-2],故实数[a,b]应满足的充要条件为[ab≠1且a≠-2].
  分析 上面解答过程中的“[(ab-1)2+(a+2)2][≠0⇒ab-1≠0a+2≠0⇒ab≠1a≠-2]”是错误的.实际上由[(ab-1)2+(a+2)2≠0]应该得到[ab≠1或a≠-2].因此,若要[x>y],实数[a、b]应满足的充要条件为[ab≠1或a≠-2].
  点评 “且”和“或”是两个截然不同的概念,比如点集[{(x,y)|x=1]或[y=2}]表示两条直线,而点集[{(x,y)|x=1]且[y=2]}则表示点[(1,2)].
  2. 命题简化的度把握不准
  书写“且”“或”命题时能否简化要视具体情况而定,如果两个命题的条件相同或结论相同,书写“且”“或”命题时可以简化.如[p]:2是偶数,[q]:2是质数,“[p∧q]”形式的命题可以写成:2既是偶数又是质数,这里省略了一个命题的条件;又如[p]:内错角相等,两直线平行,[q]:同位角相等,两直线平行,“[p∨q]”形式的命题则可以写成:内错角相等或同位角相等,则两直线平行,它省略了一个命题的结论.但是如果简化过度的话,那就会使命题的意思发生改变.
  例4 已知[p]:能被5整除的整数的个位数一定为5,[q]:能被5整除的整数的个位数一定为0.请写出“[p∨q]”形式的命题.
  错解 能被5整除的整数的个位数一定为5或0.
  分析 上面的写法有错误,我们可以用真值表来检验,易知[p]和[q]均是假命题,由真值表可以知道“[p∨q]”应该为假命题,但命题“能被5整除的整数的个位数一定为5或0”却为真命题.实际上,根据字面意思,命题[p]和[q]中的“一定”其实还含有“只有”的意思.因此,“[p∨q]”的正确写法为:能被5整除的整数的个位数一定只为5或一定只为0.
  点评 书写“且”“或”命题时,一定要根据语境适度简化,既要把意思表达清楚,又不能改变题目的本意(检验的方法还是利用真值表).
  3. 书写“非”命题时不能准确理解题目的意思
  例5 已知p:25的平方根是5,请写出¬[p].
  错解 ¬[p]: 25的平方根不是5.
  分析 上述解法中¬[p]的写法不确切.事实上,命题[p]的意思是“25的平方根都是5”,当命题中含有“全…”“都…”时,命题的否定只需在其前面加一个“不”字即可,从而¬[p]应为“25的平方根不都是5”.
  例6 已知[p]:梯形有一组对边平行,请写出¬[p].
  错解 ¬[p]:梯形有一组对边不平行.
  分析 我们易知命题[p]是真命题,则由真值表可知¬[p]应该是假命题,但错解中的¬[p]却是真命题,显然是错误的.其实命题[p]的关键词是“有”而不是“平行”,所以¬[p]应该对“有”进行否定.因此正确答案为:梯形没有一组对边平行.
  4. “命题的否定”和“否命题”混淆不清
  ¬[p]是命题p的否定,它只是否定命题p的结论;否命题则既要否定条件又要否定结论.
  例7 (1)若p:所有正方形都是平行四边形.请写出¬[p];
  (2)命题“若[a>b],则[2a>2b-1]”的否命题为 .
  解析 第(1)题是命题的否定,只要否定结论即可. 我们关注的重点字眼是“都是”,于是¬[p]可以写成:所有正方形不都是平行四边形. 我们还可以根据命题的意思把¬[p]写成:存在一个正方形不是平行四边形.
  第(2)题要求的是写出命题的否命题,这就要对命题的条件和结论同时进行否定,于是命题“若[a>b],则[2a>2b-1]”的否命题为“若[a≤b],则[2a≤2b-1]”.
  点评 在书写命题的否定时,一定要准确把握命题的条件和结论,记住我们只是否定命题的结论,注意与命题的否命题加以区别.常见的关键词的否定如下:
  [关键词\&一定\&都是\&都不是\&存在一个是\&至少[n]个\&否定\&不一定\&不都是\&至少一个是\&任意一个
  都不是\&至多[n-1]个\&]
  简单逻辑联结词学习起来并不简单,我们一定要特别注意两个方面:①根据语境把握准题目的意思;②适时利用真值表进行检验.
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