Giả sử n=4k+r, với 0≤r≤3.
Ta có:
1n+2n+3n+4n=1k.1r+16k.2r+81k.3r+256k.4r≡1r+2r+3r+4r(mod 5).
Đặt S=1r+2r+3r+4r.
Với r=0 thì S=4≢0(mod 5).
Với r=1 thì S=10≡0(mod 5).
Với r=2 thì S=30≡0(mod 5).
Với r=3 thì S=100≡0(mod 5).
Suy ra: 1n+2n+3n+4n chia hết cho 5 khi và chỉ khi n không chia hết cho 4.