如图，在正方形中，，点是边上的任意一点，是延长线上一点，联结，作交的平分线上一点，联结交边于点．

（1）求证：；
（2）设点到点的距离为，线段的长为，试求关于的函数关系式，并写出自变量的取值范围；
（3）当点是线段延长线上一动点，那么（2）式中与的函数关系式保持不变吗？如改变，试直接写出函数关系式．