¿Para qué valores de n (entero positivo), los números n2+1 y (n+1)2+1 no son primos relativos?
Aplica la propiedad que dice: si d divide a los números a,b entonces divide a ax+by. Busca los multiplicadores x,y adecuados de tal manera que el problema se reduzca a uno donde el resultado sea evidente.
Primos relativos significa que no tienen divisor común (su MCD es 1). Entonces "no son primos relativos" se traduce a "tienen un divisor común d distinto de 1". Sea pues d un divisor común de n2+1 y (n+1)2+1. Entonces d divide a su diferencia 2n+1. Pero también divide a su suma (2n+1)2+5. Entonces d es divisor común de 2n+1 y (2n+1)2+5. Pero si divide a 2n+1 también divide a su cuadrado. De aquí que d divide a 5. Es decir, d=5. Con esta información, se concluye que 2n+1 es múltiplo de 5, es decir, 2n=−1(mod 5). En otras palabras, 2n=4(mod 5). De aquí que n es de la forma 5k+2 para k=0,1,2,…. (El lector lo puede comprobar directamente haciendo la tabla de las clases residuales (módulo 5) den,n2y(n+1)2.) Nota: El método de reducción (en la primera parte) es más claro si uno lo ve como la búsqueda de los multiplicadores adecuados x,y --en la aplicación de la propiedad "si d es divisor común de a,b entonces es divisor de ax+by ": n2+1 lo multiplico por -1 n2+2n+2 lo multiplico por 1 Suma =2n+1 De nuevo: n2+1 lo multiplico por -4: −4n2−4 2n+1 lo multiplico por 2n: 4n2+2n Suma =2n−4=2n+1−5 Y el resultado se hace obvio.