когда решение уравнения записывается в форме

, то это просто другая форма записи для

.
Когда уравнение, записываемое в форме
, имеет решение, записываемое в форме
... Фактически, это то, что Вы сказали.
В этом просматривается противоречие (неоднозначность), когда под идентичной записью не просто в одном контексте, а в одном предложении, подразумевается два совершенно разных объекта: элемент(корень) и равенство. Впрочем, противоречие (или неоднозначность записи) это для Вас слабый аргумент... Если бы в одном месте предложения

имело значение аргумента, а через пару слов

уже была константа, это конечно, вызвало бы бурю восторга или негодования, это уж кому как по вкусу, но незамеченным такое не осталось даже в школе...
Пойдем с другой стороны:
В нашем случае две записи

могут обозначать разные объекты тогда, когда объекты различаются областью

значений, допускаемых для неизвестных. Когда Вы утверждали, что

суть запись уравнения, то явно не указали области

значений, допускаемых для неизвестных по обе стороны от знака равенства. Про одну сторону, правую,
paha высказался так: запись "3" это «...вот такая функция

». Я правда, не понял, где он здесь увидел символ переменной

... Вы можете назвать свой вариант области

, или согласны с ним? Дело в том, что область

, в которой решения ищутся, одна, для функций слева и справа.
Я перенесу сюда цитату из Виноградова, чтобы она была поближе перед глазами:
---------------
В общем случае У. является записью задачи о разыскании таких элементов 
нек-рого множества
, что
, где
и
— заданные
отображения множества
во множество
.
-------------------
Наверное, с этой диаграммой Вы согласны, она правильно отражает рассматриваемый пример, не так ли? Я не стал рисовать сложную диаграмму, чтобы она не показалась лесом...
![$$\xymatrix@=5pt{& & F({\color{blue} x})\ar[ddll]_{{\color{blue} x}\in A} & = &\Phi({\color{blue} x})\ar[ddrr]^{\mathbf{{\color{blue}???}}\in A} & &\\&\\f(x)={\color{blue} x}& & & & & k(x)=3 & &}$$ $$\xymatrix@=5pt{& & F({\color{blue} x})\ar[ddll]_{{\color{blue} x}\in A} & = &\Phi({\color{blue} x})\ar[ddrr]^{\mathbf{{\color{blue}???}}\in A} & &\\&\\f(x)={\color{blue} x}& & & & & k(x)=3 & &}$$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/5/9/e/59e60751899bcb6f29d594729c1bd00e82.png)
Чтобы отдельные читающие часом не "нашли" символ

в цельной записи из четырех знаков

, синим цветом выделил символ переменной

. Конечно, меня интересует правая часть,

, где никакого знака для символа переменной

нет.
Как определить область

значений для пустого места?