Вы правы: разные (хотя и родственные) корни, разное написание.

См. в Письмовнике.

Запятая нужна. Это сложное предложение.

В подобных случаях и — частица. Подробнее см. значения в толковом словаре. Поэтому запятая между и и словами да, нет не ставится.

Речевой оборот в текущем моменте стал популярным еще в революционную эпоху. Без сомнения, уместность этого оборота в сочинении школьника стоит оцевать с учетом ряда критериев, таких как тема сочинения, стилистические особенности текста, установки авторского замысла, контекст высказывания.

Географические названия в сочетании с родовым словом обычно не склоняются, если род этого слова не совпадает с родом топонима (на сочетания со словом город это правило не распространяется). Село среднего рода, деревня – женского, а Парижск – мужского. Поэтому: в селе Парижск, в деревне Парижск. Ср.: в селе Михайловском, в деревне Ивановке.

Не нужна запятая после "вдруг", в остальном такая пунктуация возможна.

Деепричастие может быть употреблено без пояснения, если контекст ясен и не вызывает двоякого толкования. Однако в Вашем примере два деепричастия различаются синтаксическими особенностями: изучая предполагает беспредложное дополнение, а погружаясь — предложное. Оставить первое деепричастие без дополнения можно лишь в случае совпадающего управления, то есть совпадающих форм зависимых слов; ср.: изучая и глубоко постигая математику. 

Вам помогут словари. Воспользуйтесь сервисом "Проверка слова" на нашем портале.

В биинфинитивных предложениях всё именно так и есть: сказуемое составное именное с формальной связкой, в настоящем времени она имеет нулевую форму, а в других временах и наклонениях такие предложения, как правило, и не встречаются, хотя возможно, например: Споткнуться было проиграть. Намного употребительнее варианты с полузнаменательной связкой: Споткнуться означало проиграть.

Ничего удивительного в том, что именной компонент выражен инфинитивом, нет: ведь инфинитив и возникал как именная форма глагола, способная выполнять все функции имени. Отсюда побочный, но важный вывод: надежным критерием для разграничения составных именных и составных глагольных сказуемых является не тип присвязочного компонента, а тип связки.

А вот предложения типа Наша задача — помочь для анализа труднее, потому что это предложения-перевертыши. В настоящем времени создается полное впечатление, что задача — подлежащее, помочь — сказуемое (и тогда оно тоже составное именное). Но стоит попытаться перевести предложение в план прошедшего времени, как оказывается, что существительное норовит принять форму творительного падежа: Наша задача была помочь — сомнительно, а вот Нашей задачей было помочь — намного удовлетворительнее. При замене связки на полузнаменательную существительное может быть только в Т. п.: Нашей задачей оказалось просто помочь друзьям. Между тем нам известно, что конкуренция форм И. п. и Т. п. характерна как раз для именной части сказуемого (Маша артистка — Маша была артистка / артисткой — Маша оказалась артисткой) и исключена в подлежащем. Следовательно, в таких предложениях, как Наша задача — помочь, грамматическое устройство вступает в противоречие с коммуникативной структурой. С коммуникативной точки зрения существительное в И. п. является темой, состав которой воспринимается как подлежащее, а с грамматической точки зрения оказывается, что сущ. в И. п. — именной компонент сказуемого, а подлежащее — инфинитив.