3. 如图,$△ ABC$是等边三角形,$AB=6$,$P$是$AC$边上一动点,由点$A$向点$C$运动(与点$A,C$不重合),$Q$是$CB$延长线上一动点,与点$P$同时以相同的速度由点$B$向$CB$延长线方向运动(点$Q$不与点$B$重合),过点$P$作$PE⊥ AB$于点$E$,连接$PQ$交$AB$于点$D$.
(1)证明:在运动过程中,$D$是线段$PQ$的中点;
(2)当$∠ BQD=30°$时,求$AP$的长;
(3)在运动过程中线段$ED$的长是否发生变化?如果不变,求出线段$ED$的长;如果变化,请说明理由.

答案:3.(1)证明:过点 P 作 $PF// QC$ 交 AB 于点 F. 如答图,
则$△ AFP$ 是等边三角形,$∠ DQB=∠ DPF$.
$\because$ 点 P,Q 同时出发,速度相同,即 $BQ=AP$,
$\therefore BQ=PF$.
在$△ DBQ$ 和$△ DFP$ 中,$\begin{cases} ∠ DQB=∠ DPF,\\ ∠ QDB=∠ PDF,\\ BQ=FP, \end{cases}$
$\therefore △ DBQ≌ △ DFP(\mathrm{AAS}),\therefore DQ=DP$,即 D 是线段PQ 的中点.
(2)解:$\because △ DBQ≌ △ DFP,\therefore BD=DF$.
$\because ∠ DBC=∠ BQD+∠ BDQ=60°,∠ BQD=30°$,
$\therefore ∠ BQD=∠ BDQ=∠ FDP=∠ FPD=30°$,
$\therefore BD=DF=PF=FA=\frac{1}{3}AB=2,\therefore AP=2$.
(3)解:线段 ED 的长不发生变化. 由(2)知 $BD=DF$,
由(1)知$△ AFP$ 是等边三角形,$PE⊥ AB,\therefore AE=EF$,
$\therefore DE=DF+EF=\frac{1}{2}BF+\frac{1}{2}FA=\frac{1}{2}AB=3$.

第3题答图