4. Zadatak
Odredi sve trojke prirodnih brojeva za koje vrijedi
Pogledajmo ostatke koje izrazi na lijevoj i desnoj strani zadane jednakosti daju pri dijeljenju s . Prvi pribrojnik na lijevoj strani je djeljiv s pa lijeva strana daje ostatak pri dijeljenju s . S druge stane, broj daje ostatak pri dijeljenju s . Konačno, izraz , ovisno o vrijednosti broja , daje ostatke , , , , koji se potom ciklički ponavljaju s periodom . Zaključujemo da, kako bi i desna strana davala ostatak pri dijeljenju s , broj mora biti oblika , za neki nenegativan cijeli broj . Posebno, je paran broj.
Pogledajmo sada ostatke koje isti izrazi daju pri dijeljenju s . Budući da je paran broj, broj daje ostatak pri dijeljenju s . Zato broj mora davati ostatak pri dijeljenju s . To je moguće samo ako je (ako je , lijeva strana daje ostatak , ako je , lijeva strana je ostatak djeljiva s ).
Konačno, pogledajmo ostatke koje ti izrazi daju pri dijeljenju s . Desna strana je djeljiva s , pa broj mora davati ostatak . Kako daje periodički ostatke i , zaključujemo da je paran, odnosno , za neki prirodan broj .
Lijevu stranu sada možemo faktorizirati koristeći razliku kvadrata:
Na lijevoj strani jednadžbe imamo umnožak dva uzastopna neparna broja, te su zato relativno prosti. Nijedan faktor ne može biti jednak , budući da iznose barem . Stoga je jedan faktor jednak , a drugi .
U prvom slučaju imamo što nema rješenja.
U drugom slučaju imamo , odakle je , odnosno . Tada je i , odnosno .
Dakle, jedino rješenje jednadžbe je .