Ферма утверждал, что уравнение

не имеет решений в рациональных числах.
Попробуем доказать обратное.
Предположим, что такое решение существует
при

,

,

,

, где

,

,

- целые положительные взаимно простые числа и

, то есть

.

- целое нечётное
положительное число

1.1.

, где

- целое положительное число

, где

- целое положительное число.
1.2.

,

Перемножаем левые и правые части, получаем:

,
1.3.

,

(п.1.1). Перемножаем левые и правые части, получаем:

, следовательно,

.
2.1.1 функция

в точках

и

принимает одинаковые значения разных знаков и она является целой рациональной функцией, непрерывна и определена при всех значениях

, следовательно, между

и

существует точка ( назовем ее

, значение функции в которой равно

.
2.1.3 Найдем все точки, значение функции в которых равно нулю.

.

или


,

отсюда

или

.
Поскольку

,

,

-рациональное число.
3.1.1.Найдём критические точки функции



если

(при

и



3.1.1 Найдём точки перегиба функции


если

(при

) или



функция

является целой рациональной функцией, непрерывна и определена при всех значениях

и ее значение равно нулю в точках 0, h и с,
существует три точки, в которых она принимает одинаковые отрицательные значения (

,

и

) и три , в которых она принимает одинаковые положительные значения (

,

и

).


Очевидно, что может существовать два варианта расположения

относительно

- точки перегиба функции (

и

и
два варианта расположения

,

,

,

относительно друг друга:

,

.
Рассмотрим случай существования двух точек перегибаПервый вариант
Поскольку

-точка перегиба,

-целое число ,

- рациональное число.

.




не имеет общего делителя с

(Кроме возможных

и

),

и

не имеют общего делителя с

,
Поэтому этот вариант невозможен.
Второй вариант 
Поскольку

-точка перегиба,

.


- рациональное число.

,
Из равенства следует, что

-тоже рациональное число.
Но у нас

-рациональное число,
следовательно,

-рациональное число.
Отсюда

-рациональное число,

-рациональное число,

-рациональное число,

-рациональное число,

,

,

,

-рациональные числа.

,
Поскольку

, и

должно делиться на

,

должно быть целым числом, что невозможно, поскольку

,

и

,

,

- взаимно простые числа.
Мы пришли к противоречию, значит, этот вариант невозможен.
Рассмотрим случай существования одной точки перегиба (на примере

).

3.множество корней многочлена тождественно множеству корней соответствующего уравнения,

,

,

вариант

4.Выполним параллельный перенос и графика f(x) параллельно оси

.
Затем выполним параллельный перенос графика

параллельно оси

где

- точка перегиба функции



,

В результате этих двух последовательных параллельных переносов
получаем симметрию относительно

:
точка

симметрична точке

,
точка

симметрична точке
точка

симметрична точке
точка

симметрична точке
точка

симметрична точке
точка

симметрична точке
точка

симметрична точке


,

.
5.Выполним параллельный перенос и графика

параллельно оси

Получим точки

,



,


6.

,


,

.

, следовательно,
Аналогично
отсюда


7.

,


, следовательно

8.

,

;


.
Далее

,

,

.
Отсюда

- рациональное число,

- рациональное число.
9.

- рациональное число


,

, поскольку

не может быть целым числом,
следовательно
5.1.2.

- рациональное число.
аналогично

- рациональное число.
но у нас

- рациональное число.

- рациональное число,

,

- рациональное число, следовательно,

-рациональное число, следовательно,

,

,

- рациональные числа.
6.1.1

(4.1.3)

(5.1.1),

, следовательно,

-целое число, следовательно

должно иметь общий делитель с

, отличный от

. То есть, либо

, либо

( либо, и

, и

должны иметь общий делитель с

, отличный от

.
Но это невозможно, поскольку

,

,

,

и

- взаимно простые числа.
Вариант 

. Тогда

,
По аналогии с первым вариантом, этот вариант тоже невозможен.
Мы рассмотрели все возможные варианты и в каждом пришли к противоречию.
Значит, наше первоначальное предположение было ошибочно. уравнение

не имеет решений при

.
Теорема доказана.
PS:вариант с чётными степенями также доказывается этим методом