I thought you are living in Xi'an city all your life.对吗？

对！应该是were。

I thought you were living in ...

不是虚拟语态，而是过去时态，表示我以前以为你一辈子都住在西安。（含义是：我现在才知道，原来不是。）

过去时态经常有这样的用法，更多的例子还有：

I told you there was only one. 我告诉过你只有一个。（含义：你不信，现在看见了，才知道我说的对吧。）

They thought there would be a storm. 他们以为有暴风雨。（含义：结果天气挺好，根本没有暴风雨。）

看到楼主补充了。教材也不一定就没错误。这里一定是were，不能是are。英语中有一条原则，就是时态的一致。