【分析】
本题为三角形综合题,解题思路如下:
(1)① 已知角度倍数关系,设∠CDE=α,用α表示∠BAC,结合∠EDF=90°计算△ADF的两个内角,通过等角对等边证明AD=AF;
② 利用等腰直角三角形DEF的45°内角,推导∠BEF和∠BFE相等,得到BE=BF,再将AB拆分为AF+BF,结合①的结论即可完成证明;
(2) 探究线段数量关系时,先作辅助线:过C作CM//AB交FP延长线于M,延长PF交CA延长线于N,首先通过AAS证△BFP≌△CMP得BF=CM;再设∠ACF=α,推导角度得到AF=AN、CN=CM=BF,最后将AB=AF+BF中的BF用AC和AF替换,即可得到三者的数量关系。
【解析】
(1) 证明:设$∠ CDE=α$,则$∠ BAC=2α$。
① $\because ∠ EDF=90°$,$\therefore ∠ ADF=180°-∠ EDF-∠ CDE=90°-α$,
在$△ ADF$中,$∠ AFD=180°-∠ BAC-∠ ADF=180°-2α-(90°-α)=90°-α$,
$\therefore ∠ ADF=∠ AFD$,$\therefore AD=AF$。
② $\because △ DEF$是等腰直角三角形,$∠ EDF=90°$,
$\therefore ∠ DEF=∠ DFE=45°$,
$\because ∠ C=90°$,$∠ CDE=α$,$\therefore ∠ CED=90°-α$,
$\therefore ∠ BEF=180°-∠ CED-∠ DEF=180°-(90°-α)-45°=45°+α$,
又$\because ∠ BFE=180°-∠ AFD-∠ DFE=180°-(90°-α)-45°=45°+α$,
$\therefore ∠ BFE=∠ BEF$,$\therefore BE=BF$,
$\therefore AB=AF+BF=AD+BE$。
(2) 解:$AB=2AF+AC$,理由如下:
延长$PF$交$CA$的延长线于点$N$,过点$C$作$CM// AB$交$FP$的延长线于点$M$,
则$∠ M=∠ BFP$,
$\because$点$P$是$BC$的中点,$\therefore CP=BP$,
在$△ BFP$和$△ CMP$中:
$\begin{cases}∠ BFP=∠ M \\∠ BPF=∠ CPM \\BP=CP\end{cases}$
$\therefore △ BFP≌△ CMP(\mathrm{AAS})$,$\therefore BF=CM$。
设$∠ ACF=α$,则$∠ ABC=2∠ ACF=2α$,
$\because ∠ ACB=90°$,$\therefore ∠ BAC=90°-2α$,
$\because △ CDF$是等腰直角三角形,$\therefore ∠ CFD=45°$,
$\because ∠ BFC$是$△ AFC$的外角,$\therefore ∠ BFC=∠ BAC+∠ ACF=90°-2α+α=90°-α$,
$\therefore ∠ BFP=∠ BFC-∠ CFD=90°-α-45°=45°-α$,
$\therefore ∠ M=∠ BFP=45°-α$,$∠ AFN=∠ BFP=45°-α$,
在$△ AFN$中,$∠ BAC$是外角,$\therefore ∠ BAC=∠ N+∠ AFN$,
$\therefore ∠ N=∠ BAC-∠ AFN=(90°-2α)-(45°-α)=45°-α$,
$\therefore ∠ N=∠ AFN$,$∠ N=∠ M$,
$\therefore AF=AN$,$CN=CM$,
$\therefore BF=CM=CN=AC+AN=AC+AF$,
$\therefore AB=AF+BF=AF+AC+AF=2AF+AC$。
【答案】
(1) ①②证明见解析;(2) $\boldsymbol{AB=2AF+AC}$

【知识点】
1. 等腰三角形判定与性质
2. 全等三角形判定与性质
3. 三角形内角和与外角定理
【点评】
本题前两小问侧重角度计算和等腰三角形性质的基础应用,难度较低;第二问需要通过构造平行线得到全等三角形,实现线段的等量转换,对辅助线构造能力和逻辑推理能力有一定要求,整体考查几何知识的综合运用能力。
【难度系数】
0.4