고등학생 시절 짝사랑하던 하세가와 수학 선생님과 우연히 맞선 자리에서 다시 만나게 된 아야네. 복잡한 집안 사정 때문에 만 스무 살이 되면 정략결혼을 해야 하는 아야네는 가짜라도 좋으니 자기의 약혼자인 척을 해달라며 하세가와에게 애절하게 부탁한다. 처음에는 냉정하게 아야네를 밀어내려던 하세가와도 점점 마음을 여는 것 같았지만, 하세가와에게는 누군가와 두 번 다시는 사랑할 수 없는 복잡한 사연이 있는데…. 사람의 마음도 수학으로 증명할 수 있을까