P1

問題文

正の整数 $k \geq 2$ に対して、数列 $a_n$ を次のように定義する。
$$a_n = \sum_{i=1}^k i^n + \left( \prod_{i=1}^k i \right)^n - (k-1)$$
(1) 任意の素数 $p$ に対して、$p \mid a_n$ を満たす正の整数 $n$ が存在することを示せ。
(2) $k=3$ のとき、すべての正の整数 $m$ に対して $m \mid a_n$ となる正の整数 $n$ が無限に存在するか判定せよ。

解答形式

例）文章で書いてください。解法も見ます。