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自分で考えてみました。
背理法を用います。
奇数 n と n+2 が互いに素ではないと仮定する。
このとき、3 以上の素数 p が存在して、 n と n+2 はともに p の倍数である。
∴ n=ap , n+2=bp を満たす整数 a,b が存在する。
後者の式から前者の式を辺々それぞれ減じると、次の等式が導かれる。
2 = (b-a)p
これは自然数が 2 が p の倍数( p は 3以上の素数だった)であることを示しているが、これは自然数 2 が 2 以外の素因数を持たないことに矛盾。(q.e.d.)
質問の内容の訂正です。
n と n+2 が互いに素なことを示したいです。
考えてみると、p の倍数は数直線上で p の刻みごとに現れる数なので
一般に 整数 m と m+2 が互いに素でなければ、その公約数は 2 しかありえないですね。
自明に思えてきました。