设f(2x)=x2+bx+c(b,c∈R). (1)求函数f(x)的解析式; (2)当x∈(0,1/4]∪[4,+∞),恒有f(x)≥0,且f(x)在区间(4,8]上的最大值为1,求b的取值范围.

问题描述:

设f(2x)=x2+bx+c(b,c∈R).
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)当x∈(0,

1
4
]∪[4,+∞),恒有f(x)≥0,且f(x)在区间(4,8]上的最大值为1,求b的取值范围.

(1)∵f(2x)=x2+bx+c,设2x=t(t>0),则x=log2t,
f(t)=(log2t)2+b(log2t)+c
f(x)=(log2x)2+b(log2x)+c(x>0)
(2)当x∈(0,

1
4
]∪[4,+∞),log2x∈(-∞,-2]∪[2,+∞),
当x∈(4,8],log2x∈(2,3],已知条件转化为:
f(m)=m2+bm+c,当|m|≥2时,f(m)≥0,且f(m)在区间(2,3]上的最大值为1.
首先:函数图象为开口向上的抛物线,且f(m)在区间(2,3]上的最大值为1.
故有f(2)≤f(3)=1,从而b≥-5且c=-3b-8.
其次:当|m|≥2时,f(m)≥0,有两种情形:
Ⅰ)若f(m)=0有实根,则△=b2-4c≥0,
且在区间[-2,2]有
f(-2)≥0
f(2)≥0
-2≤
b
2
≤2
,即
4-2b+c≥0
4+2b+c≥0
-4≤b≤4
,消去c,解出
b≤-
4
5
b≤-4
-4≤b≤4

即b=-4,此时c=4,且△=0,满足题意.
Ⅱ)若f(m)=0无实根,则△=b2-4c<0,将c=-3b-8代入解得-8<b<-4.
综上Ⅰ)Ⅱ)得:b的取值范围是{b|-5≤b≤-4}.