>8
>もともと調べたいことは、(3)を満たすかどうか、ですよね。

あなたが(3)から導いた式は、(3)を満たす数を入れても、満たされる場合と満たされない場合がある、ということですね。
ではあなたのやり方では、(3)を満たすが(3)から導いた式を満たさない答えを見つけられません。

(3)を満たすが(3)から導いた式を満たさない答えは、
(3)から導いた式を満たす答えと、同じ性質となります。