Trường hợp $x=y$ thì $x| 3x+1$ không thể xảy ra vì $x|3x+1 \to x|1 \to x=1$
Trường hợp $x\ne y$, giả sử $x > y$
Giả sử $3y+1=px$ với $p$ nguyên dương.
$3x> 3y+1 = px \to p< 3$
$p=2$ thì $9y+5=6x+2$ suy ra $y| 9y+5 \to y|5 \to y=5$
$p=1$ thì $9y+4=3x+1$ suy ra $y|9y+4 \to y=4$ hoặc $y=2$
Đến đây thế vào.