Bue, solo se el teorema de la división entera
Ok, pues con ese teorema se puede intentar algo. Del teorema de la división entera tienes que si \( 2\nmid a \) entonces existe un único \( k\in \mathbb N\cup\{0\} \) tal que \( a=2k+1 \), por tanto \( a^2=(2k+1)^2=4k^2+4k+1=4(k^2+k)+1 \).
Ahora bien, el teorema de la división entera dice que si dividimos \( m\in \mathbb N\cup\{0\} \) por algún \( n\in \mathbb{N} \) entonces existen
un único par de números \( b,r\in \mathbb N\cup\{0\} \) tales que \( m=n\cdot b+r \) y \( r<n \). Entonces si llamamos \( b:=k^2+k \) tenemos que \( a^2=4b+1 \), o lo que es lo mismo, que el resto de dividir \( a^2 \) por cuatro es uno y no cero, por lo cual \( 4\nmid a^2 \).
Entonces hemos demostrado que \( 2\nmid a\implies 4\nmid a^2 \), que es equivalente a demostrar que \( 4\mid a^2 \implies 2\mid a \).∎