Чтобы решить задачу, сначала определим, что означает, что натуральное число \( n \) дает остаток 1 при делении на 15. Это можно записать следующим образом:
\[ n \equiv 1 \mod 15 \]
Это значит, что \( n \) можно представить в виде:
\[ n = 15k + 1 \]
где \( k \) — любое натуральное число (включая 0).
Теперь давайте проверим выражения, которые нам даны, и выясним, могут ли они быть простыми числами в зависимости от значения \( n \).
Проверка выражений
\( n + 1 \)
Подставим значение \( n \):\[ n + 1 = (15k + 1) + 1 = 15k + 2 \]
Это число четное, так как \( 15k \) — четное, и если \( k \) — натуральное число, то \( 15k + 2 \) — четное число, кроме случая, когда \( k = 0 \). Если \( k = 0 \), то \( n + 1 = 2 \), что является простым числом. Но для \( k \geq 1 \) это число не может быть простым, так как оно всегда будет делиться на 2. Следовательно, \( n + 1 \) может быть простым, только когда \( n = 1 \) (что не подходит, так как \( n \geq 2 \)).
Вывод: \( n + 1 \) не может быть простым.
\( n + 2 \)
Подставим значение \( n \):\[ n + 2 = (15k + 1) + 2 = 15k + 3 \]
Это число делится на 3 (так как 3 является фактором 15). Если \( k \geq 1 \), то \( n + 2 \geq 18 \) и обязательно будет составным. Если \( k = 0 \), то \( n + 2 = 3 \), что является простым числом.
Вывод: \( n + 2 \) может быть простым только для \( k = 0 \) (что в данном случае недействительно при \( n \geq 2 \)). Следовательно, \( n + 2 \) не может быть простым.
\( 2n + 1 \)
Подставим значение \( n \):\[ 2n + 1 = 2(15k + 1) + 1 = 30k + 3 \]
Это число также делится на 3. Если \( k \geq 1 \), то \( 2n + 1 \geq 33 \), и оно не может быть простым. Для \( k = 0 \), \( 2n + 1 = 3 \) — это простое число. Но при \( n \geq 2 \) имеем \( k \geq 0 \), что опять же делает это число составным.
Вывод: \( 2n + 1 \) также не может быть простым.
\( 3n + 2 \)
Подставим значение \( n \):\[ 3n + 2 = 3(15k + 1) + 2 = 45k + 5 \]
Это число делится на 5. При \( k \geq 1 \), то \( 3n + 2 \geq 50 \) и оно не может быть простым. Но \( k = 0 \) дает нам \( 3n + 2 = 5 \), что является простым числом.
Вывод: \( 3n + 2 \) не может быть простым при \( n \geq 2 \).
\( 4n + 3 \)
Подставим значение \( n \):\[ 4n + 3 = 4(15k + 1) + 3 = 60k + 7 \]
Если \( k \geq 1 \), то \( 4n + 3 \) будет больше 67 и может быть простым. При \( k = 0 \), \( 4n + 3 = 7 \), что является простым числом.
Но поскольку \( 60k + 7 \) может производить как простые, так и составные числа, мы можем оставить результат открытым с учетом значений \( k \).
Вывод: \( 4n + 3 \) может быть простым.
Итогов:
Таким образом, среди предложенных выражений:
- \( n + 1 \): не может быть простым
- \( n + 2 \): не может быть простым
- \( 2n + 1 \): не может быть простым
- \( 3n + 2 \): не может быть простым
- \( 4n + 3 \): может быть простым
Таким образом, единственное выражение, которое может быть простым, — это \( 4n + 3 \) при некоторых значениях \( n \).