Cómo demostrar que no existen enteros positivos [matemática] a, b, c [/ matemática] y [matemática] n [/ matemática] tal que [matemática] a ^ 2 + b ^ 2 + c ^ 2 = 2 ^ n abc

Asumiré que el lector está familiarizado con las congruencias. Solo usaré el siguiente hecho básico sobre congruencias: el cuadrado de un número par es congruente con [math] 0 \ pmod {4} [/ math]; el cuadrado de un número impar es congruente con [math] 1 \ pmod {4} [/ math].

Volviendo al problema, ahora.

En aras de la contradicción, supongamos que hay soluciones a la ecuación. Deje que [math] (a, b, c, n) [/ math] sea una solución tal que [math] a + b + c [/ math] se minimice.

Observe que [matemáticas] 2 ^ n abc [/ matemáticas] es par. Por lo tanto, entre [matemáticas] a [/ matemáticas], [matemáticas] b [/ matemáticas] y [matemáticas] c [/ matemáticas], 1 o los 3 deben ser pares.

Pero entonces, [matemáticas] 2 ^ n abc [/ matemáticas] no es solo par: es divisible por 4, y por lo tanto debe ser el lado izquierdo. Si solo hay un número par entre [matemática] a [/ matemática], [matemática] b [/ matemática] y [matemática] c [/ matemática], entonces el lado izquierdo es congruente [matemática] 1 + 1 + 0 \ equiv 2 \ pmod {4} [/ math], por lo que no es divisible por 4.

Por lo tanto, debe ser que todos [matemáticas] a [/ matemáticas], [matemáticas] b [/ matemáticas] y [matemáticas] c [/ matemáticas] son ​​pares. Tenga en cuenta ahora que el 4-uple [matemáticas] (a ‘, b’, c ‘, n’) = (a / 2, b / 2, c / 2, n + 1) [/ matemáticas] también es una solución. Pero esto es una contradicción, ya que estábamos asumiendo que [math] (a, b, c, n) [/ math] es una solución que minimiza la suma [math] a + b + c [/ math].