某数学兴趣小组在数学课外活动中，研究三角形和正方形的性质时，做了如下探究：在中，，，点为直线上一动点（点不与重合），以为边在右侧作正方形，连接．
（1）观察猜想
如图1，当点在线段上时，
①与的位置关系为_____________；
②，，之间的数量关系为_____________．（将结论直接写在横线上）
（2）数学思考
如图2，当点在线段的延长线上时，结论①，②是否仍然成立？若成立，请给予证明；若不成立，请你写出正确结论再给予证明．
（3）拓展延伸
如图3，当点在线段的延长线上时，延长交于点，连接．若已知，，请求出的长．