3. 如图,在正方形 ABCD 中,E 为直线 AB 上的动点(点 E 不与点 A,B 重合),作射线 DE 并绕点 D 逆时针旋转 45°,交直线 BC 于点 F,连接 EF.
(1)探究:当点 E 在边 AB 上时,求证:EF = AE + CF.
(2)应用:①当点 E 在边 AB 上,且 AD = 2 时,△BEF 的周长是
4
;
②当点 E 不在边 AB 上时,EF,AE,CF 三者的数量关系是
EF = CF - AE 或 EF = AE - CF
.

答案:(1) 证明: 如答图, 延长 $ BA $ 到点 $ G $, 使 $ AG = CF $, 连接 $ DG $.
$\because$ 四边形 $ ABCD $ 是正方形,
$\therefore DA = DC, ∠ DAB = ∠ DCF = 90^{\circ}, \therefore ∠ DAG = 90^{\circ} $,
$\therefore △ DAG ≌ △ DCF (\mathrm{SAS})$,
$\therefore ∠ GDA = ∠ FDC, DG = DF $.
$\because ∠ ADC = 90^{\circ}, ∠ EDF = 45^{\circ} $,
$\therefore ∠ EDG = ∠ ADG + ∠ ADE = ∠ FDC + ∠ ADE = 45^{\circ} $.
在 $ △ DEG $ 和 $ △ DEF $ 中, $ \{ \begin{array} { l } { DE = DE }, \\ { ∠ EDG = ∠ EDF }, \\ { DG = DF }, \end{array} $
$\therefore △ DEG ≌ △ DEF (\mathrm{SAS})$,
$\therefore EF = EG = AE + AG = AE + CF $.
(2) ① $ 4 $
② $ EF = CF - AE $ 或 $ EF = AE - CF $