Сомневаюсь, что оно работает в обратную сторону.
Если обобщить, то утверждение для нечетного

(пусть некратного 3 и 5) выглядит так:

- простое тогда и только тогда, когда

Для простых

это действительно так, но вот для составных есть контрпримеры типа

. Впролне вероятно, что для

вида

тоже есть контрпримеры, только найти их сложнее.
.
Число 3 в тесте Пепина может быть заменено на 5, 6, 7 или 10 (последовательность A129802 в OEIS), которые также являются первообразными корнями по модулю каждого простого числа Ферма.