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s^p+t^p=u^pは成り立ちますが、s^p+t^p=u^pは(3)式ではありません。

「x^p+y^p=(x+p^{1/(p-1)})^p…(3)に無理数で整数比の解x=αs,y=αt,z=αuがあるとき、」
と仮定したので、(3)式となります。