* p = 2 : p2 + 8 = 12 là hợp số ( loại)
* p = 3 : p2 + 8 = 17 ; p2 + 2= 11 là số nguyên tố.
* p > 3 \(\Rightarrow\)p = 3k + 1 hoặc p = 3k +2
\(\Rightarrow p^2\)chia 3 dư 1.
Đặt \(p^2=3h+1\)
\(\Rightarrow\)p2 + 8 = 3h + 9 = 3 ( h + 3 ) là hợp số.
Do đó p = 3 và p2 + 2 là số nguyên tố.
Ta có :
\(p^2+8=\left(p^2-1\right)+9=\left(p-1\right)\left(p+1\right)+9\)
Nhận xét : \(p^2+8>3\) với mọi p là số nguyên tố
Xét ba số tự nhiên liên tiếp : p-1 , p , p+1 ắt sẽ tìm được một số chia hết cho 3 .
Số đó không thể là (p-1) , (p+1) vì giả sử ngược lại, ta có \(p^2+8\) chia hết cho 3 , mà \(p^2+8>3\)
=> \(p^2+8\)không là số nguyên tố - trái với giả thiết
Do đó ta phải có p chia hết cho 3 . Mà p là số nguyên tố nên p = 3
Vậy : \(p^2+2=3^2+2=11\)là số nguyên tố (đpcm)
