设a=∫0π(sin⁡x+cos⁡x)dxa= \int _{ 0 }^{ π }(\sin x+\cos x)dx,且二项式(ax−1x)n(a \sqrt {x}- \dfrac {1}{ \sqrt {x}})^{n}的所有二项式系数之和为6464,则其展开式中含x2x^{2}项的系数是()()
A. −192-192
B. 192192
C. −6-6
D. 66

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完整解法

1. 求出定积分 $a$ 的值

根据定积分的计算公式,对函数进行积分:
a=∫0π(sin⁡x+cos⁡x)dx=(−cos⁡x+sin⁡x)∣0πa = \int_{0}^{\pi} (\sin x + \cos x) dx = (-\cos x + \sin x) \Big|_{0}^{\pi}
代入上下限得:
a=(−cos⁡π+sin⁡π)−(−cos⁡0+sin⁡0)=(1+0)−(−1+0)=2a = (-\cos \pi + \sin \pi) - (-\cos 0 + \sin 0) = (1 + 0) - (-1 + 0) = 2
因此,a=2a = 2。

2. 利用二项式系数之和求出 $n$ 的值

由二项式定理,二项式 (2x−1x)n(2\sqrt{x} - \frac{1}{\sqrt{x}})^n 的所有二项式系数之和为 2n2^n。
根据已知条件:
2n=642^n = 64
解得:
n=6n = 6

3. 写出展开式的通项公式,并求解 $x^2$ 项的系数

二项式 (2x−1x)6(2\sqrt{x} - \frac{1}{\sqrt{x}})^6 展开式的通项公式为:
Tr+1=(6r)(2x)6−r(−1x)rT_{r+1} = \binom{6}{r} (2\sqrt{x})^{6-r} \left(-\frac{1}{\sqrt{x}}\right)^r
Tr+1=(6r)26−rx6−r2(−1)rx−r2=(6r)(−1)r26−rx3−rT_{r+1} = \binom{6}{r} 2^{6-r} x^{\frac{6-r}{2}} (-1)^r x^{-\frac{r}{2}} = \binom{6}{r} (-1)^r 2^{6-r} x^{3-r}
令 3−r=23-r = 2,解得 r=1r = 1。
所以含 x2x^2 项的系数为:
(61)(−1)126−1=6×(−1)×32=−192\binom{6}{1} (-1)^1 2^{6-1} = 6 \times (-1) \times 32 = -192
因此,展开式中含 x2x^2 项的系数是 −192-192。
对比选项,正确答案为 A。

答案

A

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