问题 解答题
对于数列{an},若存在确定的自然数T>0,使得对任意的自然数n∈N*,都有:an+T=an成立,则称数列{an}是以T为周期的周期数列.
(1)记Sn=a1+a2+a3+…+an,若{an}满足an+2=an+1-an,且S2=1007,S3=2010,求证:数列{an}是以6为周期的周期数列,并求S2009
(2)若{an}满足a1=p∈[0, 
1
2
)
,且an+1=-2an2+2an,试判断{an}是否为周期数列,且说明理由;
(3)由(1)得数列{an},又设数列{bn},其中bn=an+2n+
2009
2n
,问是否存在最小的自然数n(n∈N*),使得对一切自然数m≥n,都有bm>2009?请说明理由.
答案

(1)an+6=an+5-an-4=an+4-an+3-an-4

=-an+3=-an+2+an+1=-(an+1-an)+an+1=an

得T=6

所以,数列{an}是以6为周期的周期数列,

周期为任意正整数--(2分)

又由 

an+2=an+1-an
S2=1007
S3=2010

得a1=2,a2=1005,a3=1003,a4=-2,a5=-1005,a6=-1003S6=0,

且数列{an}是以6为周期的周期数列,

所以,S6n=0,

所以 S2009=S5=a3=1003--(3分)

(2)当p=0时,a1=a2=0,an+1=-2an2+2an=0,

即{an}是周期数列--(5分)

当p≠0,p∈(0,

1
2
)时,

an+1=-2

a2n
+2an═-2(an-
1
2
)2+
1
2
∈(0,
1
2
)

由已知a1=p∈[0, 

1
2
),

且an+1=-2an2+2an

可得a2∈[0,

1
2
),

依此类推可得a_∈[0,

1
2
)(n∈N*

所以 an+1-an=-2an2+an=an(1-2an)>0,所以an+1>an

即数列{an}是递增数列,非周期数列;--(8分)

(3)由(1)知,S2=a1+a2=a1+1005=1007,

所以a1=2,a2=1005,a3=1003,a4=-2,a5=-1005,a6=-1003,

且数列{an}是周期为6的周期数列,

所以(anmax=1005(n∈N*),(anmin=-1005,

且 a6n+1=2,a6n+2=1003,a6n+3=1005,a6n+4=-2,

a6n+5=-1005,a6n+6=-1003,--(9分)

而当n≥12时,

2009
2n
∈(0,
1
2
),

bn=an+2n+

2009
2n
≥2n-1005+
2009
2n
>2009,

即2n≥2009+1005=30142n+

2009
2n
≥1004,

得n≥1507,即 n≥1507时,

都有bn>2009;--(12分)

b1506=a1506+2×1506+

2009
21506
=2009+
2009
21506
>2009b1505=a1505+2×1505+
2009
21505
=2007+
2009
21506
<2009
--(13分)

综上,存在最小的自然数n=1506,

对一切自然数m,当m≥n=1506,

都有bm>2009.--(14分)

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