点在四边形的对角线上，直角三角板绕直角顶点旋转，其边、分别交、边于点、．
操作发现：如图①，若四边形是正方形，当时，可知四边形是正方形，显然．当与不垂直时，判断确定、之间的数量关系；______．（直接写出结论即可）
类比探究：如图②，若四边形是矩形，试说明．
拓展应用：如图③，改变四边形、的形状，其他条件不变，且满足，，，时，求的值．