Ta có: a² - b² = 117
⇔ (a - b)(a + b) = 117
Phân tích 117 thành tích các thừa số nguyên tố:
117 = 3² × 13
Vì a, b là các số nguyên tố nên a - b và a + b cũng là các số nguyên.
Từ đó, ta có các trường hợp sau:
Trường hợp 1: a - b = 1 và a + b = 117
Giải hệ phương trình này, ta được a = 59 và b = 58. Tuy nhiên, 58 không phải là số nguyên tố nên trường hợp này loại.
Trường hợp 2: a - b = 3 và a + b = 39
Giải hệ phương trình này, ta được a = 21 và b = 18. Cả 21 và 18 đều không phải là số nguyên tố nên trường hợp này cũng loại.
Trường hợp 3: a - b = 9 và a + b = 13
Giải hệ phương trình này, ta được a = 11 và b = 2. Cả 11 và 2 đều là số nguyên tố.
Kết luận:
Từ các trường hợp trên, ta thấy chỉ có trường hợp 3 thỏa mãn điều kiện đề bài, tức là a = 11 và b = 2. Khi đó, a + b = 11 + 2 = 13 là một số nguyên tố.
Vậy, ta đã chứng minh được rằng nếu a, b là các số nguyên tố thỏa mãn a² - b² = 117 thì a + b là số nguyên tố.