Je rappelle le problème:Trouver toutes les paires de nombres premiers (p,q) telles que
p^(p+1)+q^(q+1) soit également un nombre premier.
La première chose à voir est que p^(p+1)+q^(q+1) est forcément plus grand que 2 et donc forcément impair (puisque premier). Donc p et q ne peuvent pas être tous les deux pairs ! Si l´un des deux est pair (supposons que ce soit p) alors il est égal à 2, puisque 2 est le seul nombre premier pair.
On a donc p=2 et q>2.
Si p=2 et q=3 alors p^(p+1)+q^(q+1) = 2^3+3^4 = 8+81 = 89 est un nombre premier.
(2,3) est donc une solution. On va prouver que c´est la seule solution.
Si on arrive à prouver que q DOIT être un multiple de 3, alors on a gagné, puisque le seul nombre premier qui soit multiple de 3 est 3.
Pour prouver que q est un multiple de 3, on va prouver qu´il ne peut pas s´écrire sous la forme
q=3k+1 ni sous la forme q=3k+2.
Supposons une seconde que q=3k+1, alors (rappel: p=2) p^(p+1)+q^(q+1) s´écrit
8+(3k+1)^(3k+2) c-à-d 8+3*(qqch)+1^(3k+2) c-à-d 9+3*(qqch) c-à-d un nombre multiple de 3 et plus grand que 3, et de ce fait un nombre qui n´est pas premier.
Supposons une autre seconde que q=3k+2, alors k est impair (pour que 3k+2 soit premier) et
p^(p+1)+q^(q+1) s´écrit 8+(3k+2)^(3k+3) c-à-d 8+3*(qqch)+2^(3k+3)
c-à-d 8+3*(qqch)+(2^3)^(k+1) c-à-d 8+3*(qqch)+8^(k+1) c-à-d 8+3*(qqch)+(9-1)^(k+1)
c-à-d 8+3*(qqch)+9*(qqch d´autre)+(-1)^(k+1) c-à-d 8+3*(encore qqch)+(-1)^(k+1)
et comme k est impair, (-1)^(k+1)=1 et donc le nombre s´écrit
8+3*(encore qqch)+1 c-à-d encore un multiple de 3 plus grand que 3 qui de ce fait n´est pas premier non plus.
Voilà
note, j´ai aussi une solution en 6 lignes qui dit la meme chose, mais qui nécessite une certaine habitude dans la manipulation des modulo. J´ai donc choisi la méthode "longue" mais abordable pour tout le monde.