On considère l'ensemble suivant :
\in\mathbb{N}^{2}\setminus\exists k\in\mathbb{N}^{2}\,:\,\frac{x^{2}+y^{2}-x}{xy}=k\right\})
Montrons que
\right\})
.
Parmi tous les couples de

, considérons le couple
)
qui minimise la somme

. Sans perte de généralité, on peut toujours supposer

(*). Considérons l'équation du second degré suivante (obtenue en "cassant" la fraction de S) :
 + y^2 = 0)
On sait que

vérifie cette dernière. On cherche à exprimer la deuxième racine

. D'après les relations de Viète, on a :

En particulier,

est un entier. De plus, d'après notre équation, on a :

Ainsi
\in S)
. Mais

, d'où

, ce qui contredit la minimalité de

. Ainsi

.

, d'où

. En particulier

(et

) est bien un carré parfait.
(*) On peut car le fait d'échanger

et

n'affecte pas le signe du numérateur. De plus, si on considère

, alors on choisit
)
de sorte que

soit maximale.