\label e \ref não estão funcionando corretamente, \ref tipos?

Question

Estou trabalhando na bookclasse de documentos. Estou usando \labelum \refcomando, mas \refos comandos não fornecem a saída esperada. Estou compartilhando um código de exemplo.

\documentclass{book}
\usepackage{amsmath, amsthm, amssymb, amsfonts}
\begin{document}
\mainmatter
\chapter{Introduction}
\begin{equation}\label{pyth}
c^2 = a^2 + b^2
\end{equation}
\ref{pyth} is a Pythagorean theorem
\end{document}

e seu arquivo digitado é

Por favor, ajude.