Escribir m=2k1+r1m=2k1+r1 n=2k2+r2,n=2k2+r2, donde k1,k2,r1,r2k1,k2,r1,r2 son enteros, y r1,r2∈{0,1}r1,r2∈{0,1}. A partir de esto, y el hecho de que r21=r1r21=r1 r22=r2r22=r2 en ambos casos, vemos que m2+mn+n2=(2k1+r1)2+(2k1+r1)(2k2+r2)+(2k2+r2)2=4k21+4k1r1+r21+4k1k2+2k1r2+2k2r1+r1r2+4k22+4k2r2+r22=2(2k21+2k1r1+2k1k2+k1r2+k2r1+2k22+2k2r2)+r21+r1r2+r22=2(2k21+2k1r1+2k1k2+k1r2+k2r1+2k22+2k2r2)+r1+r1r2+r2.
De ello se desprende que m2+mn2n es que aun si y sólo si r1+r1r2+r2 es incluso. Sólo tenemos que demostrar que esto ocurre si y sólo si r1=r2=0. Una dirección de la desigualdad es inmediata. En el otro sentido, si r1=1, r1+r1r2+r2=1+2r2 es impar. Del mismo modo, si r2=1. si m o n es impar, entonces r1=1 o r2=1, m2+mn+n2 es impar. Por contrapositivo, si m2+mn+n2 es incluso, m n son incluso.
Esto se vuelve más fácil si usted está familiarizado con la aritmética modular. El (bruto) idea en este caso es que tratamos a cada múltiplo de 2, al igual que cero. Esto simplifica nuestra tarea mucho, para, a continuación,m2+mn+n2=(2k1+r1)2+(2k1+r1)(2k2+r2)+(2k2+r2)2≡2(0+r1)2+(0+r1)(0+r2)+(0+r2)2=r21+r1r2+r22=r1+r1r2+r2, so again, the problem reduces to considering r1+r1r2+r2, and in particular, showing that m2+mn+n2≡20 if and only if r1,r2=0. Once again, one direction of the implication is easy. For the other, if r1=1, then m2+mn+n2≡2r1+r1r2+r2=1+2r2≡21. Likewise if r2=1.