Αρκεί να αποδείξουμε ότι
. Επειδή όμως το τρίγωνο
είναι ορθογώνιο, από το πυθαγόρειο θεώρημα έχουμε ότι
, κι άρα αρκεί να δείξουμε ότι
Από το θεώρημα συνημιτόνων στα τρίγωνα
και
έχουμε

Προσθέτοντας τις τελευταίες κατά μέλη λαμβάνουμε ότι

Επομένως, για να αποδείξουμε την (1) και να ολοκληρώσουμε τη λύση του θέματος, αρκεί να αποδείξουμε ότι

Στο ορθογώνιο τρίγωνο
έχουμε ότι
Επιπλέον, εφόσον
ως εντός εναλλάξ και
στο ορθογώνιο τρίγωνο
, συνάγουμε ότι 
Από τις (3) και (4) λαμβάνουμε ότι

κι άρα η απόδειξη της (2), και κατ' επέκταση του θέματος, ολοκληρώνονται.

η πρόταση 





, επαγωγικά έχουμε 
, που ικανοποιεί τη δοθούσα πρόταση
είναι κλασική. Το παράδειγμα με την εξίσωση
που βρίσκεται σε όλα τα κλασικά βιβλία ολυμπιάδων για θεωρία αριθμών.
,
. Εάν ο
άρτιος, τότε πρέπει και ο
άρτιος, άρα έστω
και
,
. Τότε η αρχική γίνεται:
. Έχουμε επίσης
και
,άτοπο, οπότε καταλήγουμε πως ο
,πρέπει
άτοπο, αφού το 3 δεν είναι τετραγωνικό υπόλοιπο (mod 4). Οπότε, μένει η περίπτωση
. Επίσης,
. Το γεγονός πως
, άρα το
έχει και έναν πρώτο διαιρέτη έστω
της μορφής
(
). Άρα ο
.
ένας πρώτος με
και
(
), τότε ισχύει και
,
.
,
.Αφού
. Επίσης, από το μικρό θεώρημα του Φερματ:
. Τέλος,
,όπου r περιττός ακέραιος(αφού q=3(mod4)).Άρα:
άτοπο και έτσι πρέπει πράγματι o q να διαρεί τα a,b.
, άρα από το παραπάνω λήμμα:
Επειδή
, πρέπει p=3, και άρα
. Επιστρέφοντας στην αρχική μας εξίσωση, βλέπουμε πως και
. Θέτουμε:
,
,
. Αντικαθιστώντας έχουμε:
.Άρα και
, έστω
και αντικαθιστώντας πάλι παίρνουμε:
, Άρα
, οπότε θέτοντας μια τελευταία φορά
και αντικαθιστώντας παίρνουμε πως
άτοπο, αφού το -1 δεν είναι τετραγωνικό υπόλοιπο mod 3.