$a^4 + 4b^4 = a^4 + 4a^2b^2 + 4b^4 - 4a^2b^2 = (a^2 + 2b^2)^2 - 4a^2b^2 = (a^2 + 2b^2 - 2ab)(a^2 + 2b^2 + 2ab)$
$a^4 + 4b^4$ nguyên tố $\leftrightarrow \left[\begin{matrix} a^2 + 2b^2 - 2ab = 1, a^2 + 2b^2 + 2ab \in P \\ a^2 + 2b^2 + 2ab = 1, a^2 + 2b^2 - 2ab \in P \end{matrix}\right.$
$a^2 + 2b^2 - 2ab = 1 \leftrightarrow (a - b)^2 + b^2 = 1$
$(a - b)^2, b^2 \in N^* \rightarrow \left[\begin{matrix} (a - b)^2 = 1, b^2 = 0 \\ (a - b)^2 = 0, b^2 = 1 \in P \end{matrix}\right. \leftrightarrow \left[\begin{matrix}a = 1, b = 0 \\a = 1, b = 1 \in P \end{matrix}\right.$ (vì $a, b \in N$)
$a = 1, b = 0 \rightarrow a^2 + 2b^2 + 2ab = 1 \notin P$
$a = b = 1 \rightarrow a^2 + 2b^2 + 2ab = 5 \in P$
$a^2 + 2b^2 + 2ab = 1 \leftrightarrow (a + b)^2 + b^2 = 1$
Tương tự tìm được a = 1, b = 0 hoặc a = -1, b = 1
$a = 1, b = 0 \rightarrow a^2 + 2b^2 - 2ab = 1 \notin P$
$a = -1, b = 1$ loại vì $a \notin N$
Vậy a = b = 1.