证明:若质数P≥5,且2p-1是质数,那么4p+5是合数.

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  • 证明:由题得p=3n±1

    2p-1=6n+1或6n-3=3(n-2)

    ∴p=3n+1

    4p+5=12n+4+5=12n+9=3(4n+3)为合数

    【分析】从简单情形入手:

    若p=5,则2p-1=9不是质数

    若p=7,则2p-1=13是质数,此时4p+5=33是合数

    若p=11,则2p-1=21不是质数

    若p=13,则2p-1=25不是质数

    若p=17,则2p-1=33不是质数

    若p=19,则2p-1=37是质数,此时4p+5=75是合数

    ……

    综合考虑前面出现的规律,发现4p+5还都是3的倍数

    所以我们从被3除的余数入手分析.

    【证明】p是大于等于5的质数,所以p被3除的余数只能为1或2

    ①余数是1,则2p-1被3除的余数也是1,可能成为质数,

    此时4p+5=3(p+2)+(p-1)能够被3整除,所以是合数;

    ②余数是2,则2p-1被3除的余数是0,所以2p-1能被3整除,不可能可能成为质数

    不符合要求

    所以仅①才可能满足题目的条件,于是4p+5是合数