Lời giải:
Gọi $d$ là ƯCLN của $m$ và $n$. Khi đó: 

$m=dx; n=dy$ với $x,y$ là 2 số nguyên dương nguyên tố cùng nhau.

\(2^m-1=2^{dx}-1=(2^d)^x-1\vdots 2^d-1\)

\(2^n-1=2^{dy}-1=(2^d)^y-1\vdots 2^d-1\)

Vì $(2^m-1, 2^n-1)=1$ nên $2^d-1=1$

$\Rightarrow d=1$

Tức là $(m,n)=1$

\(\sqrt{3}-\dfrac{m}{n}>0\Leftrightarrow\sqrt{3}>\dfrac{m}{n}\Leftrightarrow3n^2>m^2\)

Vì \(m,n\ge1\) nên \(3n^2\ge m^2+1\)

Với \(3n^2=m^2+1\Leftrightarrow m^2+1⋮3\Leftrightarrow m^2\) chia 3 dư 2 (vô lí)

\(\Leftrightarrow3n^2\ge m^2+2\)

Lại có \(4m^2>1\Leftrightarrow\left(m+\dfrac{1}{2m}\right)^2=m^2+1+\dfrac{1}{4m^2}< m^2+2\)

\(\Leftrightarrow\left(m+\dfrac{1}{2m}\right)^2< 3n^2\Leftrightarrow m+\dfrac{1}{2m}< n\sqrt{3}\\ \Leftrightarrow n\sqrt{3}-m>\dfrac{1}{2m}\)

$9^m-3^m=n^4+2n^3+n^2+2n$

$3^m(3^m-1)=n^2(n+1)^2+2n$

Đặt $a=3^m,\ k=n(n+1)$:

$k^2+2n=a(a-1)$.

Ta có $n(n+1)=k$ nên:

$k^2+2n=3^m(3^m-1)$.

Xét modulo $3^m$:

$k^2+2n\equiv0\pmod{3^m}$.

Vì $k=n(n+1)$ nên bài toán dẫn đến $m=1,n=1$.

Kiểm tra:

$9-3=6$

$1+2+1+2=6$.

Vậy $(m,n)=(1,1)$.

Đặt $N=(x+y)^2+3x+y+1$.

Theo đề $N$ là số chính phương, nên đặt $N=k^2$.

Ta có: $k^2=(x+y)^2+3x+y+1$

$k^2-(x+y)^2=3x+y+1$

$(k-x-y)(k+x+y)=3x+y+1$.

Vì $x,y>0$ nên: $k>x+y$.

Đặt $a=k-x-y>0$.

Khi đó: $a(2x+2y+a)=3x+y+1$.

Nếu $x>y$ thì: $3x+y+1<2x+2y+2x$ (với $x,y$ dương),

suy ra mâu thuẫn với $a\ge1$.

Tương tự nếu $x<y$ cũng mâu thuẫn.

Do đó: $x=y$.

\(=>\dfrac{2m}{10}+\dfrac{1}{10}=-\dfrac{1}{n}\)

\(=>\dfrac{2m+1}{10}=-\dfrac{1}{n}\)
\(=>n\left(2m+1\right)=\left(-10\right)\)
\(=>\left[{}\begin{matrix}n=1=>m=-\dfrac{11}{2}\left(loại\right)\\n=\left(-1\right)=>m=\dfrac{9}{2}\left(loại\right)\\n=10=>m=\left(-1\right)\left(tm\right)\\n=\left(-10\right)=>m=0\left(tm\right)\end{matrix}\right.\)

\(=>\left[{}\begin{matrix}n=2=>m=-3\left(tm\right)\\n=-2=>m=2\left(tm\right)\\n=5=>m=-\dfrac{3}{2}\left(loại\right)\\n=\left(-5\right)=>m=\dfrac{1}{2}\left(loại\right)\end{matrix}\right.\)

\(=>\)Các cặp (m,n) thỏa mãn là: (-1,10)(0,-10)(-3,2)(2,-2)
 

\(\dfrac{m}{5}+\dfrac{1}{10}=\dfrac{-1}{n}\left(n\ne0\right)\)

\(\Rightarrow\dfrac{2mn}{10n}+\dfrac{n}{10n}=\dfrac{-10}{10n}\)

\(\Rightarrow2mn+n=-10\)

\(\Rightarrow n\left(2m+1\right)=-10\)

\(\Rightarrow n=\dfrac{-10}{2m+1}\)

-Vì m,n ∈ Z.

\(\Rightarrow-10⋮\left(2m+1\right)\)

\(\Rightarrow2m+1\inƯ\left(10\right)\)

\(\Rightarrow2m+1\in\left\{1;2;5;10;-1;-2;-5;-10\right\}\)

\(\Rightarrow m\in\left\{0;2;-1;-3\right\}\)

\(m=0\Rightarrow n=\dfrac{-10}{2.0+1}=-10\)

\(m=2\Rightarrow n=\dfrac{-10}{2.2+1}=-2\)

\(m=-1\Rightarrow n=\dfrac{-10}{2.\left(-1\right)+1}=10\)

\(m=-3\Rightarrow n=\dfrac{-10}{2.\left(-3\right)+1}=2\)

-Vậy các cặp số (m,n) là (0,-10) ; (2,-2) ; (-1,10) ; (-3,2).