Для решения задачи необходимо выяснить, при каких значениях простого числа \( p \) оба числа \( 9a + 8b \) и \( a + 7b \) либо одновременно делятся на \( p \), либо одновременно не делятся на \( p \) для любых целых \( a \) и \( b \).
Давайте сначала запишем условия делимости:
- \( 9a + 8b \equiv 0 \mod p \)
- \( a + 7b \equiv 0 \mod p \)
Если оба эти выражения делятся на \( p \), тогда нам нужно рассмотреть их комбинацию.
Из второго уравнения можно выразить \( a \): \[ a \equiv -7b \mod p \]
Подставляя это выражение в первое уравнение, получаем: \[ 9(-7b) + 8b \equiv 0 \mod p \] Упрощая это: \[ -63b + 8b \equiv -55b \equiv 0 \mod p \] Это означает, что \( b \) должен быть кратен \( p \) или \( -55 \equiv 0 \mod p \).
Таким образом, чтобы и \( 9a + 8b \), и \( a + 7b \) были не делимы на \( p \) одновременно (или делились), \( p \) должно делить \( 55 \).
Теперь анализируем делители числа 55, чтобы выяснить, какими могут быть подходящие простые числа \( p \): \[ 55 = 5 \times 11 \]
Таким образом, простые числа \( p \), которые могут удовлетворять условиям задачи, - это: \[ p = 5 \quad \text{и} \quad p = 11. \]
Итак, все подходящие варианты простого числа \( p \): 5 и 11.
