(1)要使函数g(x)的解析式有意义,
则
,
x∈[1,16]
x2∈[1,16]
解得x∈[1,4],
故函数g(x)的定义域为[1,4],
(2)令t=log2x,x∈[1,4],
则t∈[0,2],
y=g(x)=[f(x)]2+2f(x2)=(3+log2x)2+2(3+log2x2)=(log2x+5)2-10=(t+5)2-10,
由函数y=(t+5)2-10的图象是开口朝上且以直线t=-5为对称轴的抛物线,
故函数y=(t+5)2-10在[0,2]上单调递增,
故当t=0时,y=g(x)取最小值15,
当t=2,y=g(x)取最大值39,