如图①，在边长为4的正方形中，点在边上（不与点，重合），点在边上（不与点，重合）.
第一次操作：将线段绕点顺时针旋转，点落在正方形上时，记为点；
第二次操作：将线段绕点顺时针旋转，点落在正方形上时，记为点；
依此操作下去……

（1）图②中的三角形是经过两次操作后得到的，其形状为______，求此时线段的长.
（2）若经过三次操作可得到四边形.
①请判断四边形的形状为______，此时与的数量关系是______.
②以①中的结论为前提，设的长为，四边形的面积为，求与的函数关系式及面积的取值范围.