问题 解答题

求所有的素数对(p,q),使得pq|5p+5q

答案

若2|pq,不妨设p=2,则2q|52+5q,故q|5q+25.

∵q|5q-5,

∴q|30,即q=2,3,5.易验证素数对(2,2)不合要求,(2,3),(2,5)合乎要求.

若pq为奇数且5|pq,不妨设p=5,则5q|55+5q,故q|5q-1+625.

当q=5时素数对(5,5)合乎要求,当q≠5时,由Fermat小定理有q|5q-1-1,故q|626.由于q为奇素数,而626的奇素因子只有313,所以q=313.经检验素数对(5,313)合乎要求.

若p,q都不等于2和5,则有pq|5p-1+5q-1,故5p-1+5q-1≡0(bmodp).①

由Fermat小定理,得5p-1≡1(bmodp),②

故由①,②得5q-1≡-1(bmodp).③

设p-1=2k(2r-1),q-1=2l(2s-1),其中k,l,r,s为正整数.

若k≤l,则由②,③易知1=12l-k(2s-1)≡(5p-1)2l-k(2s-1)=52l(2r-1)(2s-1)=(5q-1)2r-1≡(-1)2r-1≡-1 (bmodp)

这与p≠2矛盾!所以k>l.

同理有k<l,两结论矛盾,即此时不存在合乎要求的(p,q).

综上所述,所有满足题目要求的素数对(p,q)为:

(2,3),(3,2),(2,5),(5,2),(5,5),(5,313)及(313,5).

单项选择题
单项选择题 A1/A2型题