Vì a; a + k; a + 2k là ba số nguyên tố lớn hơn 3 nên chúng là số lẻ. Vậy thì a + a + k = 2a + k là số chẵn. Từ đó suy ra k chia hết cho 2.
Do a nguyên tố lớn hơn 3 nên a = 3m + 1 hoặc a = 3m + 2 (m nguyên).
Với a = 3m + 1:
+ Nếu k = 3p + 2 thì a + k = 3m + 1 + 3p + 2 chia hết 3 (Vô lý vì a + k nguyên tố lớn hơn 3).
+ Nếu k = 3p + 1 thì a + 2k = 3m + 1 + 6p + 2 chia hết 3 (Vô lý vì a + 2k nguyên tố lớn hơn 3).
Vậy k = 3p hay k chia hết cho 3.
Với a = 3m + 2:
+ Nếu k = 3p + 2 thì a + 2k = 3m + 2 + 6p + 6 chia hết 3 (Vô lý vì a + 2k nguyên tố lớn hơn 3).
+ Nếu k = 3p + 1 thì a + k = 3m + 2 + 3p + 1 chia hết 3 (Vô lý vì a + k nguyên tố lớn hơn 3).
Vậy k = 3p hay k chia hết cho 3.
Tóm lại k chia hết 2 và k chia hết 3, mà (2; 3) = 1 nên k chia hết cho 6.
