Câu 22:
Mệnh đề phủ định của mệnh đề A là: $\forall n\in\mathbb{N},n^2+3n$ không chia hết cho 3.
Ta sẽ chứng minh rằng mệnh đề phủ định này là sai bằng cách chỉ ra một phản ví dụ.
Xét $n=3$. Ta có:
\[ n^2 + 3n = 3^2 + 3 \cdot 3 = 9 + 9 = 18 \]
18 chia hết cho 3.
Do đó, tồn tại $n \in \mathbb{N}$ sao cho $n^2 + 3n$ chia hết cho 3. Vậy mệnh đề phủ định của mệnh đề A là sai.
Kết luận: Mệnh đề phủ định của mệnh đề A là: $\forall n\in\mathbb{N},n^2+3n$ không chia hết cho 3. Mệnh đề này là sai.
Câu 23:
a) Mệnh đề phủ định của $ \forall x \in \mathbb{R}, \forall y \in \mathbb{R}, x + y > 0 $ là:
\[ \exists x \in \mathbb{R}, \exists y \in \mathbb{R}, x + y \leq 0 \]
Lập luận:
- Mệnh đề gốc khẳng định rằng với mọi cặp số thực \( x \) và \( y \), tổng \( x + y \) luôn lớn hơn 0.
- Mệnh đề phủ định sẽ khẳng định rằng tồn tại ít nhất một cặp số thực \( x \) và \( y \) sao cho tổng \( x + y \) không lớn hơn 0, tức là \( x + y \leq 0 \).
b) Mệnh đề phủ định của \( \forall x \in \mathbb{R}, \exists y \in \mathbb{R}, x + y > 0 \) là:
\[ \exists x \in \mathbb{R}, \forall y \in \mathbb{R}, x + y \leq 0 \]
Lập luận:
- Mệnh đề gốc khẳng định rằng với mọi số thực \( x \), tồn tại ít nhất một số thực \( y \) sao cho tổng \( x + y \) lớn hơn 0.
- Mệnh đề phủ định sẽ khẳng định rằng tồn tại ít nhất một số thực \( x \) sao cho với mọi số thực \( y \), tổng \( x + y \) không lớn hơn 0, tức là \( x + y \leq 0 \).
c) Mệnh đề phủ định của \( \exists x \in \mathbb{R}, \forall y \in \mathbb{R}, x + y > 0 \) là:
\[ \forall x \in \mathbb{R}, \exists y \in \mathbb{R}, x + y \leq 0 \]
Lập luận:
- Mệnh đề gốc khẳng định rằng tồn tại ít nhất một số thực \( x \) sao cho với mọi số thực \( y \), tổng \( x + y \) lớn hơn 0.
- Mệnh đề phủ định sẽ khẳng định rằng với mọi số thực \( x \), tồn tại ít nhất một số thực \( y \) sao cho tổng \( x + y \) không lớn hơn 0, tức là \( x + y \leq 0 \).
d) Mệnh đề phủ định của \( \exists x \in \mathbb{R}, \exists y \in \mathbb{R}, x + y > 0 \) là:
\[ \forall x \in \mathbb{R}, \forall y \in \mathbb{R}, x + y \leq 0 \]
Lập luận:
- Mệnh đề gốc khẳng định rằng tồn tại ít nhất một cặp số thực \( x \) và \( y \) sao cho tổng \( x + y \) lớn hơn 0.
- Mệnh đề phủ định sẽ khẳng định rằng với mọi cặp số thực \( x \) và \( y \), tổng \( x + y \) không lớn hơn 0, tức là \( x + y \leq 0 \).
Câu 24:
a) Mệnh đề: \( \exists x \in \mathbb{Q}, 4x^2 - 1 = 0 \)
Phủ định: \( \forall x \in \mathbb{Q}, 4x^2 - 1 \neq 0 \)
Lập luận:
Giải phương trình \( 4x^2 - 1 = 0 \):
\[ 4x^2 = 1 \]
\[ x^2 = \frac{1}{4} \]
\[ x = \pm \frac{1}{2} \]
Cả hai giá trị \( x = \frac{1}{2} \) và \( x = -\frac{1}{2} \) đều thuộc tập hợp số hữu tỉ \( \mathbb{Q} \). Do đó, tồn tại ít nhất một giá trị \( x \) trong \( \mathbb{Q} \) thỏa mãn phương trình. Vậy mệnh đề này là đúng.
b) Mệnh đề: \( \exists x \in \mathbb{N}, n^2 + 1 \) chia hết cho 4.
Phủ định: \( \forall x \in \mathbb{N}, n^2 + 1 \) không chia hết cho 4.
Lập luận:
Xét các trường hợp \( n \) là số tự nhiên:
- Nếu \( n \) là số chẵn, \( n = 2k \):
\[ n^2 + 1 = (2k)^2 + 1 = 4k^2 + 1 \]
\[ 4k^2 + 1 \equiv 1 \pmod{4} \]
Số này không chia hết cho 4.
- Nếu \( n \) là số lẻ, \( n = 2k + 1 \):
\[ n^2 + 1 = (2k + 1)^2 + 1 = 4k^2 + 4k + 1 + 1 = 4k^2 + 4k + 2 \]
\[ 4k^2 + 4k + 2 \equiv 2 \pmod{4} \]
Số này cũng không chia hết cho 4.
Do đó, không tồn tại \( n \) nào trong \( \mathbb{N} \) sao cho \( n^2 + 1 \) chia hết cho 4. Vậy mệnh đề này là sai.
c) Mệnh đề: \( \exists x \in \mathbb{R}, (x - 1)^2 \neq x - 1 \).
Phủ định: \( \forall x \in \mathbb{R}, (x - 1)^2 = x - 1 \).
Lập luận:
Giải phương trình \( (x - 1)^2 = x - 1 \):
\[ (x - 1)^2 - (x - 1) = 0 \]
\[ (x - 1)(x - 1 - 1) = 0 \]
\[ (x - 1)(x - 2) = 0 \]
Những giá trị \( x \) thỏa mãn phương trình là \( x = 1 \) hoặc \( x = 2 \). Tuy nhiên, tồn tại nhiều giá trị khác của \( x \) trong \( \mathbb{R} \) mà không thỏa mãn phương trình này. Ví dụ, nếu \( x = 0 \):
\[ (0 - 1)^2 = 1 \neq 0 - 1 = -1 \]
Do đó, tồn tại ít nhất một giá trị \( x \) trong \( \mathbb{R} \) sao cho \( (x - 1)^2 \neq x - 1 \). Vậy mệnh đề này là đúng.
d) Mệnh đề: \( \forall x \in \mathbb{N}, n^2 > n \).
Phủ định: \( \exists x \in \mathbb{N}, n^2 \leq n \).
Lập luận:
Xét các trường hợp \( n \) là số tự nhiên:
- Nếu \( n = 1 \):
\[ n^2 = 1 \]
\[ n = 1 \]
\[ n^2 = n \]
Do đó, tồn tại ít nhất một giá trị \( n \) trong \( \mathbb{N} \) sao cho \( n^2 \leq n \). Vậy mệnh đề này là sai.
e) Mệnh đề: \( \exists n \in \mathbb{N}, n(n + 1) \) là một số chính phương.
Phủ định: \( \forall n \in \mathbb{N}, n(n + 1) \) không là một số chính phương.
Lập luận:
Xét các trường hợp \( n \) là số tự nhiên:
- Nếu \( n = 1 \):
\[ n(n + 1) = 1 \cdot 2 = 2 \]
Số 2 không là số chính phương.
- Nếu \( n = 2 \):
\[ n(n + 1) = 2 \cdot 3 = 6 \]
Số 6 không là số chính phương.
- Nếu \( n = 3 \):
\[ n(n + 1) = 3 \cdot 4 = 12 \]
Số 12 không là số chính phương.
Tuy nhiên, không thể khẳng định rằng không tồn tại bất kỳ giá trị nào của \( n \) trong \( \mathbb{N} \) sao cho \( n(n + 1) \) là một số chính phương. Do đó, chúng ta không thể chắc chắn về tính đúng sai của mệnh đề này mà không có thêm thông tin cụ thể hơn.
Câu 25:
a) Đúng. Mệnh đề phủ định: \( \exists x \in \mathbb{R},~x^2 - x + 1 \leq 0 \).
b) Sai. Mệnh đề phủ định: \( \forall n \in \mathbb{N},~(n+2)(n+1) \neq 0 \).
c) Sai. Mệnh đề phủ định: \( \forall x \in \mathbb{Q},~x^2 \neq 3 \).
d) Sai. Mệnh đề phủ định: \( \exists n \in \mathbb{N},~2^n < n + 2 \).
Câu 1:
Để giải quyết các bài toán một cách chính xác, hiệu quả và phù hợp với trình độ của học sinh lớp 10, chúng ta sẽ tuân thủ các quy tắc đã nêu. Dưới đây là một số ví dụ minh họa cách giải quyết các loại bài toán phổ biến trong chương trình lớp 10:
Ví dụ 1: Giải phương trình bậc hai
Giải phương trình \(x^2 - 5x + 6 = 0\).
Bước 1: Xác định các hệ số \(a = 1\), \(b = -5\), \(c = 6\).
Bước 2: Tính biệt thức \(\Delta = b^2 - 4ac = (-5)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 6 = 25 - 24 = 1\).
Bước 3: Vì \(\Delta > 0\), phương trình có hai nghiệm phân biệt:
\[ x_1 = \frac{-b + \sqrt{\Delta}}{2a} = \frac{5 + 1}{2} = 3 \]
\[ x_2 = \frac{-b - \sqrt{\Delta}}{2a} = \frac{5 - 1}{2} = 2 \]
Kết luận: Nghiệm của phương trình là \(x = 3\) hoặc \(x = 2\).
Ví dụ 2: Tìm giá trị lớn nhất (GTLN) và giá trị nhỏ nhất (GTNN)
Tìm GTLN và GTNN của biểu thức \(A = 2x^2 - 4x + 5\) trên đoạn \([0, 3]\).
Bước 1: Biến đổi biểu thức \(A\) thành dạng hoàn chỉnh:
\[ A = 2(x^2 - 2x) + 5 = 2((x-1)^2 - 1) + 5 = 2(x-1)^2 + 3 \]
Bước 2: Vì \((x-1)^2 \geq 0\) với mọi \(x\), nên \(2(x-1)^2 \geq 0\). Do đó, \(A \geq 3\).
Bước 3: Ta thấy \(A\) đạt GTNN khi \(x = 1\):
\[ A_{\text{min}} = 2(1-1)^2 + 3 = 3 \]
Bước 4: Kiểm tra giá trị tại các đầu mút của đoạn \([0, 3]\):
\[ A(0) = 2(0-1)^2 + 3 = 5 \]
\[ A(3) = 2(3-1)^2 + 3 = 2(4) + 3 = 11 \]
Kết luận: GTNN của \(A\) là 3, đạt được khi \(x = 1\). GTLN của \(A\) là 11, đạt được khi \(x = 3\).
Ví dụ 3: Giải hệ phương trình
Giải hệ phương trình:
\[ \begin{cases}
x + y = 5 \\
2x - y = 1
\end{cases} \]
Bước 1: Cộng hai phương trình lại:
\[ (x + y) + (2x - y) = 5 + 1 \]
\[ 3x = 6 \]
\[ x = 2 \]
Bước 2: Thay \(x = 2\) vào phương trình \(x + y = 5\):
\[ 2 + y = 5 \]
\[ y = 3 \]
Kết luận: Nghiệm của hệ phương trình là \(x = 2\) và \(y = 3\).
Như vậy, chúng ta đã giải quyết các bài toán theo đúng quy tắc và trình độ lớp 10. Nếu có bất kỳ câu hỏi nào khác, hãy gửi cho tôi!