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+
)2+c-b 2a
,b2 4a
∵b>2a>0,∴-
<-1,b 2a
∴f(x)在[-1,1]上递增,
∴f(x)min=f(-1),f(x)max=f(1),(3分)
∴
,∴b=3,a+c=-1,(5分)a+b+c=2 a-b+c=-4
∵b>2a,∴a<
,又a∈N*,∴a=1,∴c=-2,(7分)3 2
∴f(x)=x2+3x-2=(x+
)2-3 2
,17 4
∴f(x)min=-
.(8分)17 4
(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)