若a<0a< 0,b<0b< 0,则p=b2a+a2bp=\dfrac{{b}^{2}}{a}+\dfrac{{a}^{2}}{b} 与 q=a+bq=a+b 的大小关系为 ()(\quad)
A. p<qp< q
B. p⩽qp\leqslant q
C. p>qp>q
D. p⩾qp\geqslant q

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完整解法

1. 对 $p$ 与 $q$ 作差并通分

为了比较 pp 与 qq 的大小,我们使用作差法:

p−q=(b2a+a2b)−(a+b)=a3+b3ab−(a+b)=a3+b3−ab(a+b)ab\begin{aligned} p - q &= \left(\frac{b^2}{a} + \frac{a^2}{b}\right) - (a+b) \\ &= \frac{a^3 + b^3}{ab} - (a+b) \\ &= \frac{a^3 + b^3 - ab(a+b)}{ab} \end{aligned}

2. 对分子进行因式分解

利用立方和公式将分子进行因式分解:

a3+b3−ab(a+b)=(a+b)(a2−ab+b2)−ab(a+b)=(a+b)(a2−ab+b2−ab)=(a+b)(a2−2ab+b2)=(a+b)(a−b)2\begin{aligned} a^3 + b^3 - ab(a+b) &= (a+b)(a^2 - ab + b^2) - ab(a+b) \\ &= (a+b)(a^2 - ab + b^2 - ab) \\ &= (a+b)(a^2 - 2ab + b^2) \\ &= (a+b)(a-b)^2 \end{aligned}

因此:

p−q=(a+b)(a−b)2abp - q = \frac{(a+b)(a-b)^2}{ab}

3. 根据已知条件判断差值的符号并得出结论

因为 a<0a < 0,b<0b < 0,所以:

  1. a+b<0a+b < 0
  2. ab>0ab > 0
  3. (a−b)2⩾0(a-b)^2 \geqslant 0(当且仅当 a=ba=b 时等号成立)

综上所述:

  • 当 a=ba = b 时,(a−b)2=0(a-b)^2 = 0,此时 p−q=0p - q = 0,即 p=qp = q;
  • 当 a≠ba \neq b 时,(a−b)2>0(a-b)^2 > 0,由于 a+b<0a+b < 0 且 ab>0ab > 0,所以 p−q<0p - q < 0,即 p<qp < q。

因此,无论何种情况下,都有 p−q⩽0p - q \leqslant 0,即 p⩽qp \leqslant q。

故选 B。

答案

B

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