(1)如图2,延长BP至E,使PE=PC.
∵在等边△ABC中,
∴∠EPC=∠BAC=60°,
∵PC=PE,
∴△PCE为等边三角形,
∴PC=PE,∠PCE=60°,
∴∠BCP+∠PCE=∠ACB+∠BCP,
∴∠ACP=∠BCE,
∵在△ACP和△BCE中,
BC=AC
∠BCE=∠ACP
CE=PC,
∴△ACP≌△BCE(SAS).
∴AP=BE=BP+PE=BP+PC;
(2)由(1)得出:第一步:如图3,在△ABC的外部以BC为边长作等边△BCD及其外接圆;
第二步:在
BC上取一点P0,连接P0A,P0B,P0C,P0D.易知P0A+P0B+P0C=P0A+(P0B+P0C)=P0A+P0D;
第三步:根据(1)①中定义,在图3中找出△ABC的费马点P,线段AD的长度即为△ABC的费马距离.
(3)如图4,以BC为边在△ABC的外部作等边△BCD,连接AD.
∴AD的长就是△ABC的费马距离.
可得∠ABD=90°
∴AD=
AB2+BD2=5(km).
∴输水管总长度的最小值为5千米.
故答案为:P0D;AD.