已知函数f(x)=−18x+3cos⁡2xf(x)=-\dfrac{1}{8}x+3\cos 2x在x=0x=0处的切线与直线y=nxy=nx垂直,若(1+x+x2)(1+x)n=a0+a1x+a2x2+⋯+an+2xn+2(1+x+x^{2})(1+x)^{n}=a_{0}+a_{1}x+a_{2}x^{2}+⋯+a_{n+2}x^{n+2},则a1+a2+⋯+an+2=a_{1}+a_{2}+⋯+a_{n+2}=___((用数字作答).).

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完整解法

1. 求出函数 $f(x)$ 在 $x=0$ 处的导数(切线斜率)

对函数 f(x)=−18x+3cos⁡2xf(x) = -\dfrac{1}{8}x + 3\cos 2x 求导,得:
f′(x)=−18−6sin⁡2xf'(x) = -\dfrac{1}{8} - 6\sin 2x
将 x=0x=0 代入导函数,得:
f′(0)=−18−6sin⁡0=−18f'(0) = -\dfrac{1}{8} - 6\sin 0 = -\dfrac{1}{8}
所以函数 f(x)f(x) 在 x=0x=0 处的切线斜率为 −18-\dfrac{1}{8}。

2. 利用两直线垂直的斜率关系求出参数 $n$ 的值

因为函数 f(x)f(x) 在 x=0x=0 处的切线与直线 y=nxy=nx 垂直,
且直线 y=nxy=nx 的斜率为 nn,
根据两条垂直直线的斜率乘积为 −1-1,可得:
−18×n=−1-\dfrac{1}{8} \times n = -1
解得:
n=8n = 8

3. 利用赋值法求出展开式中各项系数之和 $a_{1} + a_{2} + \cdots + a_{n+2}$

当 n=8n=8 时,多项式恒等式为:
(1+x+x2)(1+x)8=a0+a1x+a2x2+⋯+a10x10(1+x+x^{2})(1+x)^{8} = a_{0} + a_{1}x + a_{2}x^{2} + \cdots + a_{10}x^{10}
令 x=1x=1,代入上式可得:
(1+1+12)(1+1)8=a0+a1+a2+⋯+a10(1+1+1^{2})(1+1)^{8} = a_{0} + a_{1} + a_{2} + \cdots + a_{10}
即:
3×28=768=a0+a1+a2+⋯+a103 \times 2^{8} = 768 = a_{0} + a_{1} + a_{2} + \cdots + a_{10}
令 x=0x=0,代入上式可得:
(1+0+02)(1+0)8=a0  ⟹  a0=1(1+0+0^{2})(1+0)^{8} = a_{0} \implies a_{0} = 1
因此,所求的系数和为:
a1+a2+⋯+a10=(a0+a1+a2+⋯+a10)−a0=768−1=767a_{1} + a_{2} + \cdots + a_{10} = (a_{0} + a_{1} + a_{2} + \cdots + a_{10}) - a_{0} = 768 - 1 = 767

答案

767

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