A は自然数解をもたないことの証明
方程式が自然数解をもつと仮定する。
A
を変形すると
B
T x、yの両方が奇数である場合
式Aより、zも奇数。そこで、
とおくと、Bより
よって、
の両方が奇数または偶数とすると、が偶数、の一方が奇数で他方が偶数であるとすると、が偶数となり、右辺が奇数であることに反する。
U xが奇数で、yが偶数である場合
Aよりzは偶数である。よって、z+yもz−yも偶数となり、式Bの左辺は4の倍数である。ところが、は奇数で、両辺を2で割ると左辺は偶数、右辺は奇数となって矛盾する。
V xが偶数で、yが奇数である場合
式Aより、zは奇数である。よって、z+yもz−yも偶数となり、式Bの左辺は4の倍数である。ところが、は奇数で、両辺を2で割ると左辺は偶数、右辺は奇数となって矛盾する。
W x、y共に偶数である場合
式Aからzも偶数である。x、y、zの最大公約数をaとし、とおくと、の少なくとも一つは奇数である。式Aに代入して整理すると、
ゆえに、だけ奇数で他は偶数であることはできないから、の少なくとも一方は奇数である。したがって、TUVから矛盾する。
以上TUVWから方程式は自然数解をもたないことが証明された。