Теорема Ферма утверждает, что при
не существуют натуральных чисел
,
и
, которые удовлетворяли бы равенство
Попробуем доказать эту теорему.
Если
, то то для этих чисел справедлива теорема Пифагора
. Возьмём это за основу нашего доказательства.
Рассмотрим вначале случай, когда
.
Если
то:
то есть имеется прямоугольный треугольник
со сторонами
и
. Но, так как
то треугольник
не подобен треугольнику
со сторонами соответственно
и
, то есть его просто не может быть. Теорема доказана.
В общем случае, если
, то равенство
можно записать в виде
Говоря другими словами, мы имеем прямоугольный треугольник со сторонами соответственно равными
и
(обозначим его как
). Итак, у нас имеется два треугольника – это треугольник
со сторонами
и
, и треугольник
со сторонами
и
. Но так как эти два треугольника не могут быть подобны, то второго треугольника не существует, то есть теорема может считаться доказанной для
.