Cho p là một số nguyên tố lớn hơn 3 và 2p + 1 cũng là một số nguyên tố, thì 4p + 1 là số nguyên tố hay hợp số? Vì sao?

p và 2p+1 nguyên tố

Nếu p = 3 thì p và 2p+1 đều nguyên tố, 4p+1 = 13 nguyên tố

Xét p chia hết cho 3

=> 2p không chia hết cho 3, và 2p+1 là số nguyên tố > 3 nên không chia hết cho 3

=> 2p+2 chia hết cho 3 (do 3 số nguyên liên tiếp phải có 1 số chia hết cho 3)

=> 2(2p+2) = 4p+4 = 4p+1+3 chia hết cho 3 => 4p+1 chia hết cho 3

Kết luận: 4p+1 nguyên tố nếu p = 3, và là hợp số nếu p nguyên tố chia hết cho 3

Vì p là số nguyên tố lớn hơn 3 => p có dạng 3k+1 hoặc 3k+2

Với p = 3k+1 => 2p+1 = 2(3k+1) + 1 = 6k + 2 + 1 = 6k + 3 \(⋮\) 3 và lớn hơn 3

=> 2p+1 là hợp số (loại)

=> p chỉ có dạng 3k+2

Với p = 3k+2 => 4p+1 = 4(3k+2) + 1 = 12k + 8 + 1 = 12k + 9 \(⋮\) 3 và lớn hơn 3

=> 4p+1 là hợp số

Vậy với p là số nguyên tố lớn hơn 3 và 2p+1 cũng là một số nguyên tố thì 4p+1 là hợp số.

là hợp số 

Vì p là số nguyên tố lớn hơn 3 

=> p có dạng 3k+1; 3k+2 (k\(\inℕ^∗\))

Thay p=3k+1 vào 2p+1 ta có:

2p+1=2(3k+1)+1=6k+2+1=6k+3

Thấy \(\hept{\begin{cases}6k⋮3\\3⋮3\end{cases}\Rightarrow6k+3⋮3}\)

=> 2p+1 là hợp số (loại)

Thay p=3k+2 vào 2p+1 ta có: 

2p+1=2(3k+2)+1=6k+5 là số nguyên tố (chọn)

Với p=3k+2 => 4p+1=4(3k+2)+1=12k+8+1=12k+9 là hợp số

Vậy với p là số nguyên tố lớn hơn 3 và 2p+1 cũng là số nguyên tố thì 4p+1 là hợp số