(x+y)2(x−2y)4(x+y)^{2}(x-2y)^{4}的展开式中x2y4x^{2}y^{4}的系数为()(\quad)
A. 8888
B. 104104
C. −40-40
D. −24-24

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完整解法

1. 展开第一个因式 $(x+y)^2$

根据完全平方公式,可得:
(x+y)2=x2+2xy+y2(x+y)^2 = x^2 + 2xy + y^2

2. 展开或求出第二个因式 $(x-2y)^4$ 的相关项

根据二项式定理,(x−2y)4(x-2y)^4 的展开式通项为:
Tr+1=C4rx4−r(−2y)r=C4r(−2)rx4−ryrT_{r+1} = C_4^r x^{4-r} (-2y)^r = C_4^r (-2)^r x^{4-r} y^r
为了与第一个因式展开后的 x2,2xy,y2x^2, 2xy, y^2 相乘得到 x2y4x^2y^4 的项,我们需要 (x−2y)4(x-2y)^4 展开式中含有 y4,xy3,x2y2y^4, xy^3, x^2y^2 的项:

  • 当 r=4r=4 时,该项为 C44(−2)4y4=16y4C_4^4 (-2)^4 y^4 = 16y^4
  • 当 r=3r=3 时,该项为 C43(−2)3xy3=−32xy3C_4^3 (-2)^3 x y^3 = -32xy^3
  • 当 r=2r=2 时,该项为 C42(−2)2x2y2=24x2y2C_4^2 (-2)^2 x^2 y^2 = 24x^2y^2

3. 组合计算 $x^2y^4$ 的系数

将 (x+y)2(x+y)^2 展开式中的各项与 (x−2y)4(x-2y)^4 展开式中的对应项相乘,得到含有 x2y4x^2y^4 的项为:
x2⋅(16y4)+2xy⋅(−32xy3)+y2⋅(24x2y2)=(16−64+24)x2y4=−24x2y4x^2 \cdot (16y^4) + 2xy \cdot (-32xy^3) + y^2 \cdot (24x^2y^2) = (16 - 64 + 24)x^2y^4 = -24x^2y^4
因此,展开式中 x2y4x^2y^4 的系数为 −24-24。
所以本题选择 D。

答案

D

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