问题 解答题

已知函数f(x)=ax2+bx+c,其中a∈N*,b∈N,c∈Z.

(1)若b>2a,且f(sinα)(α∈R)的最大值为2,最小值为-4,求f(x)的最小值;

(2)若对任意实数x,不等式4x≤f(x)≤2(x2+1),且存在x0使得f(x0)<2(x02+1)成立,求c的值.

答案

(1)据题意x∈[-1,1]时,f(x)max=2,f(x)min=-4,(1分)

f(x)=a(x+

b
2a
)2+c-
b2
4a

∵b>2a>0,∴-

b
2a
<-1,

∴f(x)在[-1,1]上递增,

∴f(x)min=f(-1),f(x)max=f(1),(3分)

a+b+c=2
a-b+c=-4
,∴b=3,a+c=-1,(5分)

∵b>2a,∴a<

3
2
,又a∈N*,∴a=1,∴c=-2,(7分)

f(x)=x2+3x-2=(x+

3
2
)2-
17
4

f(x)min=-

17
4
.(8分)

(2)由已知得,4≤f(1)≤4,∴f(1)=4,即a+b+c=4①,(9分)

∵f(x)≥4x恒成立,∴ax2+(b-4)x+c≥0恒成立,

∴△=(b-4)2-4ac≤0②,(11分)

由①得b-4=-(a+c),代入②得(a-c)2≤0,∴a=c,(13分)

由f(x)≤2(x2+1)得:(2-a)x2-bx+2-c≥0恒成立,

若a=2,则b=0,c=2,∴f(x)=2(x2+1),

不存在x0使f(x0)<2(x02+1),与题意矛盾,(15分)

∴2-a>0,∴a<2,又a∈N*

∴a=1,c=1.(16分)

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