3. (1)如图①,在 $ \text{Rt} \triangle ABC $ 中,$ \angle BAC = 90^{\circ} $,$ AB = AC $,$ D $ 为 $ BC $ 边上一点(不与点 $ B $,$ C $ 重合),将线段 $ AD $ 绕点 $ A $ 逆时针旋转 $ 90^{\circ} $ 得到 $ AE $,连接 $ EC $。求证:$ \triangle ABD \cong \triangle ACE $;
(2)如图②,在 $ \text{Rt} \triangle ABC $ 和 $ \text{Rt} \triangle ADE $ 中,$ \angle BAC = \angle DAE = 90^{\circ} $,$ AB = AC $,$ AD = AE $,将 $ \triangle ADE $ 绕点 $ A $ 旋转,使点 $ D $ 落在 $ BC $ 边上,试探索 $ AD^{2} $,$ BD^{2} $,$ CD^{2} $ 之间满足的数量关系,并证明你的结论。

答案:(1)证明:在$Rt\triangle ABC$中,$∠BAC=90^{\circ }$,$AB=AC$,
$\therefore ∠B=∠ACB=45^{\circ }$,
$\because ∠BAC=∠DAE=90^{\circ }$,
$\therefore ∠BAC−∠DAC=∠DAE−∠DAC$,即$∠BAD=∠CAE$;
在$\triangle BAD$和$\triangle CAE$中,$\left\{\begin{array}{l} AB=AC,\\ ∠BAD=∠CAE,\\ AD=AE,\end{array}\right.$
$\therefore \triangle BAD\cong \triangle CAE(SAS)$.
(2)解:$2AD^{2}=BD^{2}+CD^{2}$.
证明:如答图,连接EC;
$\because ∠BAC=∠DAE=90^{\circ }$,
$\therefore ∠BAD=∠CAE$;
在$\triangle ABD$和$\triangle ACE$中,
$\left\{\begin{array}{l} AB=AC,\\ ∠BAD=∠CAE,\\ AD=AE,\end{array}\right.$
$\therefore \triangle BAD\cong \triangle CAE(SAS)$,
$\therefore BD=CE$,$∠B=∠ACE=45^{\circ }$,
$\therefore ∠BCE=∠ACB+∠ACE=45^{\circ }+45^{\circ }=90^{\circ }$,
$\therefore DE^{2}=CE^{2}+CD^{2}$.
在$Rt\triangle ADE$中,$DE^{2}=AD^{2}+AE^{2}=2AD^{2}$,
$\therefore 2AD^{2}=BD^{2}+CD^{2}$.
