\label 和 \ref 无法正常工作，\ref 排版？

Question

我正在处理book文档类。我正在使用\label命令\ref，但\ref命令没有给出预期的输出。我正在分享一个示例代码。

\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}

其排版文件为

请帮忙。