Нека числата са a и b и нека учителят е казал на Николай числото M = a + b, а на Петър, числото N = a2 + b2 (M и N са естествени).
Първата реплика на Петър: „Аз не знам тези числа.”, означава, че числото N може да се представи по два или повече начина като сума от два точни квадрата. В противен случай, Петър щеше да познае двете числа a и b „от раз”.
N = a2 + b2 = c2 + d2 = . . .
Втората реплика на Петър: „Вече открих числата.”, означава, че числото N може да се представи точно по два различни начина като сума от два точни квадрата, като при единия начин сумата от числата a и b е по-голяма от 10, а при другия сумата от числата c и d е не по-голяма от 10.
Търсим естествено число N = a2 + b2 = c2 + d2, a + b > 10 и c + d ≤ 10.
N = c2 + d2 < (c + d)2 ≤ 100 и N = a2 + b2 ≥ (a + b)2/2 > 50 => 50 < N < 100
Квадратите по-малки от 100 са: 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81.
Възможните суми от два точни квадрата по-големи от 50 и по-малки от 100 са:
1 + 64 = 65 1 + 81 = 82
4 + 49 = 53 4 + 64 = 68 4 + 81 = 85
9 + 49 = 58 9 + 64 = 73 9 + 81 = 90
16 + 36 = 52 16 + 49 = 65 16 + 64 = 80 16 + 81 = 97
25 + 25 = 50 25 + 36 = 61 25 + 64 = 89
36 + 36 = 72 36 + 49 = 85
49 + 49 = 98
Има само две числа между 50 и 100, които могат да се представят по два различни начина като сума от точни квадрати.
65 = 42 + 72 = 12 + 82 и 85 = 22 + 92 = 62 +72.
Понеже 2 + 9 = 11 > 10 и 6 + 7 = 13 > 10 не отговаря на изискването a + b > 10 и c + d ≤ 10,
единствената възможност е N = 65 = 42 + 72 = 12 + 82.
Следователно числата са 4 и 7.