与えられた条件式をそれぞれ(a)、(b)、(c)とする。 (a)より、 d = - a - b - c を(b)に代入して、 a ( a + b + c ) + bc = p a2 + ab + ac + bc = p ( a + b ) ( a + c ) = p となる。ここで、 p は素数であり、 a + b ≧ a + c である。また(c)より a + b ≧ c + d かつ(a)より a + b = - ( c + d ) であることから、 a + b ≧ 0 である。これらのことから、 ( a + b , a + c ) = ( p , 1 ) …(d) となる。このとき、(d)と(a)から、 b = p - a c = 1 - a d = - ( a + b + c ) = - { a + ( p - a ) + ( 1 - a ) } = a - 1 - p であり、これを条件(c)に代入すると、 a ≧ p - a ≧ 1 - a ≧ a - 1 - p であり、前2つの a ≧ p -a より、 2a ≧ p 後ろ2つの 1 - a ≧ a - 1 - p より、 2 + p ≧ 2a すなわち p ≦ 2a ≦ 2 + p となる(中央2つからは意味のある式は得られない)。 a は整数なので 2a は偶数である。 p は素数なので、 2a = p + 1 でしかあり得ない。つまり、