Si $a$ es un entero impar, demostrar que
\[a^4+4a^3+11a^2+6a+2\]
es una suma de tres cuadrados y es divisible entre $4$.
pistasolución 1info
Pista. Intenta completar una potencia cuarta de un binomio.
Solución. Intentando completar una potencia cuarta, se llega directamente a que
\[a^4+4a^3+11a^2+6a+2=(a+1)^4+5a^2+2a+1=((a+1)^2)^2+(2a)^2+(a+1)^2.\]
Para ver que es múltiplo de $4$, observamos que $a^2\equiv a^4\equiv 1\ (\text{mod }4)$ y que $6a\equiv 2\ (\text{mod }4)$ para todo entero impar $a$. Esto nos dice que
\[a^4+4a^3+11a^2+6a+2\equiv 1+0+3+2+2\equiv 0\ (\text{mod }4).\]