こ
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19nを3で割ったときの余りを考えることによって,n+2がともに素数となるような正の整数nを
すべて求めよ。
nは素数であるからnは2以上の整数である。よって,nは正の整数kを用いて
3k, 3k+1, 3k-1
のいずれかで表される。
(ア) n=3kのとき
nが素数となるのはk=1のとき, すなわちn=3のときに限る。
また, n=3のときn2+2=11 となり,これは素数である。
よって, n=3のとき, n,n2+2はいずれも素数となる。
(イ)n=3k+1のとき
n2+2=(3k+ 1)2+2=3(3k+2k + 1)
kは正の整数より, 3k2+2k+1は6以上の整数であるから, n2+2は素数で
はない。
(ウ) n=3k-1のとき
n2+2=(3k-1)+2=3(3k-2k+1)
nを3k, 3k+ 1, 3k + 2 (kは
正の整数)と分類すると,
が
いった
n=2を表すことができない。
f(k) =3k-2k+1
とおくと
ƒ(k) = 3(k-1)+
んは正の整数より, 3k-2k+1は2以上の整数であるから, n+2は素数で
はない。
と変形できるから,k≧1の
とき
(ア)~(ウ)より,nn²+2がともに素数となるようなnは
n=3
f(k) ≧f(1)=2
SS