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まずつっこんでおきますと、不等号の向きが逆ではありませんか？
大きい（良い）＞小さい（悪い） ですよ。

あなたが触れられていない点について書きますと、
まずZ100はレンズの明るさが他の二つに比べて半分なんですね。ということは手ぶれや被写体ブレの量は単純に言って二倍です。ISO感度を上げればブレを軽減できますが、余計に画質が落ちます。研究なさったとおり、薄型カメラは光の通り道を無理に曲げたりしているのでただでさえ画質で不利です。また撮影枚数も少ないです。そのぶん持ち運びしやすいわけですから仕方ないですが。また他の方がおっしゃるとおり、L版プリントくらいでは違いがほとんどわからないと割り切って考えるのもアリです。

910ISは、大きくて高価な分、その三機種の中では頭一つ抜けて性能や画質が良いです。コンパクトデジカメ全体から見ても標準以上の性能です。LUMIXはちょうど両者の中間くらいですね。LUMIXと910ISはZ100よりも一回り以上広い範囲が撮れます。これは教室の中や狭い室内などで集合写真を撮るのに便利です。その代わりZ100は他の二機種に比べて二倍くらい望遠で撮れます。この「写せる範囲」は使い勝手に大きく関わってきます。

手ぶれや被写体ブレ 910IS=FX33>Z100
撮影範囲 910IS=FX33>Z100
望遠撮影 Z100>910IS=FX33
です。それぞれ一長一短ですので、どれがおすすめとは言えません。
安い買い物ではないですから、愛着がもてるようにデザインも重要だと思います。
どれを買っても隣の芝生は青く見えるかもしれませんが、たくさん情報を得て、慎重に選べば後悔は少なくなりますよ。

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3機種のISO800～1600の画像を落としてL2版サイズで見てみましたが、同じISO感度ではほとんど違いがわかりません。拡大してみるとわかりますが、それぞれノイズ処理の方法が異なるのでどの画質が良いとは言えません。ただZ100fdはレンズが暗い分ISO感度を積極的に上げねばならず、ISO800と1600で比べるとL2プリントでも画質が落ちているのがわかります。