【分析】
1. 第(1)问:已知$∠ DBE=90°$且$AD=BE$,在$Rt△ DBE$中运用勾股定理,将$BE$替换为$AD$即可得到三条线段的数量关系。
2. 第(2)问:与第(1)问思路一致,先通过角的等量代换证明$△ ACD≌△ BCE$,得到$AD=BE$,再推导$∠ DBE=90°$,最后用勾股定理验证结论是否成立。
3. 第(3)问:需分类讨论点$D$的位置,分点$D$在线段$AB$上、点$D$在线段$BA$的延长线上两种情况,两种情况均先证三角形全等得到对应边相等,再结合勾股定理求出$DE^2$,最后利用等腰直角三角形的面积公式计算面积。
4. 第(4)问:通过构造等腰直角$△ PCD$,证明$△ ACP≌△ BCD$将$PA$转化为$BD$,再结合$∠ CPB=45°$得到$Rt△ BPD$,用勾股定理求出$BD$的长度即为$PA$的长度。
【解析】
(1) $\because∠ DBE=90°$,在$Rt△ DBE$中,由勾股定理得$BD^2+BE^2=DE^2$,又$\because AD=BE$,代入得$BD^2+AD^2=DE^2$。
(2) 成立,理由如下:
连接$BE$。$\because CE⊥ CD$,$\therefore∠ DCE=90°$,又$\because∠ ACB=90°$,$\therefore∠ ACB+∠ BCD=∠ DCE+∠ BCD$,即$∠ ACD=∠ BCE$。又$\because AC=BC$,$CD=CE$,$\therefore△ ACD≌△ BCE(\mathrm{SAS})$,$\therefore AD=BE$,$∠ A=∠ CBE$。$\because∠ A+∠ ABC=90°$,$\therefore∠ ABC+∠ CBE=90°$,即$∠ ABE=90°$,$\therefore∠ DBE=180°-∠ ABE=90°$。在$Rt△ DBE$中由勾股定理得$BD^2+BE^2=DE^2$,代入$AD=BE$得$BD^2+AD^2=DE^2$。
(3) 由题意得,点$D$在线段$AB$上或在线段$BA$的延长线上,连接$AE$:
① 当点$D$在线段$AB$上时:同(1)的全等思路可得$AE=BD$,$∠ DAE=90°$,$\therefore AE^2+AD^2=DE^2$。$\because AD=3$,$AB=9$,$\therefore AE=BD=AB-AD=9-3=6$,$\therefore DE^2=6^2+3^2=45$。$\because CD=CE$,$∠ DCE=90°$,$\therefore 2CD^2=DE^2$,即$CD^2=\frac{1}{2}DE^2=\frac{45}{2}$,$\therefore S_{△ CDE}=\frac{1}{2}CD^2=\frac{45}{4}$。
② 当点$D$在线段$BA$的延长线上时:同(2)的全等思路可得$AE=BD$,$∠ DAE=90°$,$\therefore AE^2+AD^2=DE^2$。$\because AD=3$,$AB=9$,$\therefore AE=BD=AB+AD=9+3=12$,$\therefore DE^2=12^2+3^2=153$。同理$CD^2=\frac{1}{2}DE^2=\frac{153}{2}$,$\therefore S_{△ CDE}=\frac{1}{2}CD^2=\frac{153}{4}$。
综上,$△ CDE$的面积为$\frac{45}{4}$或$\frac{153}{4}$。
(4) 如图,过点$C$作$CD⊥ PC$,使$CD=PC$,连接$PD$,$BD$。则$△ DCP$是等腰直角三角形,$\therefore∠ CPD=45°$,$PD^2=PC^2+CD^2=2PC^2$。又$\because∠ CPB=45°$,$\therefore∠ BPD=∠ CPB+∠ CPD=90°$,即$△ BPD$是直角三角形,$\therefore BD^2=PD^2+PB^2$。代入$PC=5$,$PB=4$得$BD^2=2×5^2+4^2=66$,即$BD=\sqrt{66}$。$\because∠ ACB=∠ DCP=90°$,$\therefore∠ ACB+∠ BCP=∠ DCP+∠ BCP$,即$∠ ACP=∠ BCD$。又$\because AC=BC$,$PC=CD$,$\therefore△ ACP≌△ BCD(\mathrm{SAS})$,$\therefore PA=DB=\sqrt{66}$。

【答案】
(1) $\boldsymbol{BD^2+AD^2=DE^2}$
(2) 成立,理由见解析
(3) $\boldsymbol{\dfrac{45}{4}}$或$\boldsymbol{\dfrac{153}{4}}$
(4) $\boldsymbol{\sqrt{66}}$

【知识点】
全等三角形的判定与性质;勾股定理;等腰直角三角形的性质
【点评】
本题是几何综合探究题,以等腰直角三角形为背景,层层递进设置问题,既考查了基础几何定理的应用能力,也考查了分类讨论思想、辅助线构造的能力,对综合运用知识解决问题的能力要求较高。
【难度系数】
0.3