Solución. Supongamos que $n$ no es primo, es decir, podemos descomponer $n=ab$ donde $a$ y $b$ son números enteros mayores que $1$. Entonces, tenemos que
\[2^n-1=(2^a)^b-1^b=(2^a-1)(2^{ab}+2^{a(b-1)}+2^{a(b-2)}+\ldots+2^{2a}+2^a+1).\]
Como $1\lt a\lt n$, tenemos que $1\lt 2^a-1\lt 2^n-1$ lo que nos dice que hemos encontrado un factor de $2^n-1$, distinto de $1$ y de $2^n-1$ y, por tanto, $2^n-1$ no es primo. Así, si $2^n-1$ es primo, $n$ también tiene que serlo y tenemos probado el primer apartado. Para probar el segundo, llamemos $p=2^n-1$ que es un número primo. Los divisores de $2^{n-1}p$ son $\{1,2,2^2,\ldots,2^{n-1},p,2p,2^2p,\ldots,2^{n-1}p\}$ y, por tanto, si llamamos $S$ a la suma de todos los divisores salvo el propio $2^{n-1}p$, $S$ viene dada por
\[S=(1+p)(1+2+\ldots+2^{n-1})-2^{n-1}p=2^n(2^n-1)-2^{n-1}(2^n-1)=2^{n-1}(2^n-1)\]
donde hemos usado la fórmula de la suma de los términos de una progresión geométrica.