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证明:​$(1)$​如图,连接​$BD$​,​$AC$​交于点​$O.$
∵​$AB// CD$​,​$AD// BC$​,
∴四边形​$ABCD$​是平行四边形​$.$​
∵四边形​$ABCD$​中,点​$E,F,G,H$​分别是各
边的中点,
∴​$GF// BD$​,​$HG// AC.$​
∵四边形​$EFGH$​是矩形,
∴​$HG⊥ GF$​,
∴​$BD⊥ AC$​,
∴四边形​$ABCD$​是菱形​$.$​
​$ (2) $​∵四边形​$ABCD$​中,点​$E,F,G,H$​分别是
各边的中点,
∴​$GF=EH=\frac {1}{2}BD$​,​$HG=EF=\frac {1}{2}AC.$​
∵矩形​$EFGH$​的周长为​$22$​,
∴​$BD+AC=22.$​
∵四边形​$ABCD$​是菱形,
∴​$\frac {1}{2}BD+\frac {1}{2}AC=OB+OA=11.$​
∵四边形​$ABCD$​的面积为​$10$​,
∴​$\frac {1}{2}BD· AC=10$​,即​$2OA· OB=10.$​
∵​$(OA+OB)^2=OA^2+2OA· OB+OB^2=121$​
∴​$OA^2+OB^2=121-10=111$​,
∴​$AB=\sqrt {OA^2+OB^2}=\sqrt {111}.$​
证明:如图①,连接​$BD$​,取​$BD$​的中点​$H$​,连接​$FH$​,​$HE.$​
∵​$E,H$​分别是​$AD,BD$​的中点,
∴​$EH// AB$​,​$EH=\frac {1}{2}AB$​,
∴​$∠ BME=∠ HEF.$​
∵​$F,H$​分别是​$BC,BD$​的中点,
∴​$FH// CD$​,​$FH=\frac {1}{2}CD$​,
∴​$∠ CNE=∠ HFE.$​
∵​$AB=CD$​,
∴​$HE=FH$​,
∴​$∠ HEF=∠ HFE$​,
∴​$∠ BME=∠ CNE.$
问题一:​$△ OMN$​为等腰三角形​$.$​
问题二:​$△ AGD$​是直角三角形​$.$​
如图③,连接​$BD$​,取​$BD$​的中点​$H$​,连接​$HF$​,​$HE.$​
∵​$F $​是​$AD$​的中点,
∴​$HF// AB$​,​$HF=\frac {1}{2}AB.$​
同理,​$HE// CD$​,​$HE=\frac {1}{2}CD.$​
∵​$AB=CD$​,
∴​$HF=HE.$​
∵​$∠ EFC=60°$​,
∴​$∠ HEF=60°$​,
∴​$∠ HEF=∠ HFE=60°$​,
∴​$△ EHF $​是等边三角形,
∴​$∠ AGF=∠ HFE=∠ EFC=∠ AFG=60°$​,
∴​$△ AGF $​是等边三角形​$.$​
∵​$AF=FD$​,
∴​$GF=FD$​,
∴​$∠ FGD=∠ FDG=30°$​,
∴​$∠ AGD=90°$​,即​$△ AGD$​是直角三角形​$.$​
问题三:如图④,连接​$BD$​,取​$BD$​的中点​$H$​,
连接​$EH$​,​$HF.$​
∵​$E,F $​分别是​$AD,BC$​的中点,
∴​$EH// AB$​,​$EH=\frac {1}{2}AB=\frac {5}{2}$​,​$HF// CD$​,​$HF=\frac {1}{2}CD=6.$​
∴​$∠ HEF=∠ BMF$​,​$∠ HFE=∠ CNF.$​
又∵​$EF=\frac {13}{2}$​,
∴​$EF^2=\frac {169}{4}.$​
∵​$EH^2=\frac {25}{4}$​,​$HF^2=36$​,
​$EH^2+HF^2=\frac {169}{4}$​,
∴​$EF^2=EH^2+HF^2$​,
∴​$△ EHF $​是直角三角形,
∴​$∠ EHF=90°$​,
∴​$∠ HEF+∠ HFE=90°$​,
∴​$∠ BMF+∠ CNF=90°.$