Załóżmy, że dodatnie liczby całkowite
spełniają podane równanie. Oznaczmy przez
ich największy wspólny dzielnik; tak więc
gdzie
to liczby naturalne względnie pierwsze. Wstawiając to do równania i dzieląc stronami przez
otrzymujemy
 |
(1) |
Niech
będzie dowolnym dzielnikiem pierwszym liczby
Wobec związku (1)
jest też dzielnikiem sumy
To znaczy, że
(mod
); a skoro
jest liczbą parzystą, mamy stąd
(mod
), i dalej
Liczba
nie dzieli się przez
(bo
zaś
są względnie pierwsze); zatem 
Skoro
nie ma innych dzielników pierwszych, znaczy to, że
 |
(2) |
Zatem liczby
i
(względnie pierwsze) są obie nieparzyste; stąd
(mod 4), bo
jest liczbą parzystą. W równości (2) mamy więc
skąd
Wracamy do równania (1):
To pokazuje, że
(dla pewnego
); przy tym
czyli
: liczba
dzieli się przez 
Na odwrót, załóżmy, że
dla pewnego
Wówczas para
jest rozwiązaniem zadanego równania:
Uzyskaliśmy żądaną równoważność.