(1)证明:延长CD,使DQ=BE,连接AQ
因为四边形ABCD是正方形
所以AB=AD
角ABC=角BAD=角ADC=90度
因为角ADC+角ADQ=180度
所以角ADQ=角ABC=90度
所以三角形ADQ和三角形ABE全等(SAS)
所以AQ=AE
角DAQ=角BAE
因为角BAD=角BAE+角EAF+角DAF=90度
角EAF=45度
所以角QAF=角DAQ+角DAF=角DAF+角BAE=45度
所以角QAF=角EAF=45度
因为AF=AF
所以三角形QAF和三角形EAF全等(SAS)
所以QF=EF
因为QF=DA+DF
所以EF=BE+DF
(2)证明:过点A作AG垂直EF与G
所以角AGF=角AGE=90度
因为三角形AQF和三角形EAF全等(已证)
所以角AFD=角AEF
因为四边形ABCD是正方形
所以AB=AD
角ADC=角ABC=角BAD=90度
角ADB=角ABD=角BDC=45度
因为角BAD=角DAF+角EAF+角BAE=90度
角EAF=90度
所以角BAE+角DAF=45度
所以角BAE=45-角DAF
因为角AMD=角ABD+角BAE
角AMD=90-角DAF
因为角ADC+角AFD+角DAF=180度
所以角AFD+角DAF=90度
所以角AFD=90-角DAF
所以角AFD=角AFE=角AMD
因为角ADC=角AGF=90度(已证)
所以三角形ADF和三角形AGF取单(AAS)
所以AD=AG
所以AG=AB
因为角AGE=角ABC=90度(已证)
所以三角形AGE和三角形ABE是直角三角形
因为AE=AE
所以直角三角形AGE和直角三角形ABE全等(HL)
所以角AEF=角AEB
因为角ANB=角ADB+角DAF=45+角DAF
因为角DAF+角BAE=45度(已证)
所以角DAF=45-角BAE
所以角ANB=90-角BAE
因为角ABC+角BAE+角AEB=180度
所以角ANB=90-角BAE
所以角AEF=角AEB=角ANB
(3)证明:在AQ边上截取AP=AM,连接DP
角DAQ=角BAE(已证)
AD=AB(已证)
所以三角形DAP和三角形BAM全等(SAS)
所以DP=BM
角ADP=角ABD
因为角ABD=角ADB=45度(已证)
所以角PDN=角ADP+角ADB=45+45=90度
所以三角形PDN是直角三角形
所以PN^2=DN^2+DP^2
所以PN^2=BM^2+DN^2
因为角QAF=角EAF=45度(已证)
AN=AN
所以三角形PAN和三角形MAN全等(SAS)
所以MN=PN
所以MN^2=BM^2+DN^2
(4)证明:过点A作AO垂直BD于O
所以AO是三角形ABD的垂线
因为角BAD=90度(已证)
AB=AD
所以三角形BAD是等腰直角三角形
所以AO的等腰直角三角形ABD的垂线,中线
所以角AOM=角AON=90度
OA=OB=OD
所以三角形AOM和三角形AON是直角三角形
所以AM^2=OA^2+OM^2
AN^2=OA^2+ON^2
所以2AM^2=2OA^2+2OM^2
所以2AM^2=(OA^2+OM^2+2OA*OM)+(OA^2+OM^2-2OA*OM)
2AM^2=(OA+OM)^2+(OA-OM)^2
2AM^2=(OD+OM)^2+(OB-OM)^2
因为DM=OD+OM
BM=OB-OM
所以2AM^2=BM^2+DM^2
同理可证:2AN^2=DN^2+BN^2
(5)证明:因为角EAF=角BDC=45度(已证)
所以A ,B ,F ,M四点共圆
所以ADB=角AFM=45度
角ADC=角FME=90度
所以角EAF=角AFM=45度
所以AM=MF
AM垂直MF
同理可证:AN=NE AN垂直NE