（1）设按优惠方法①购买需用y 1元，按优惠方法②购买需用y 2元（1分）
y 1=（x-4）×5+20×4=5x+60，
y 2=（5x+20×4）×0.9=4.5x+72．（3分）
（2）分为三种情况：①∵设y 1=y 2，
5x+60=4.5x+72，
解得：x=24，
∴当x=24时，选择优惠方法①，②均可；
②∵设y 1＞y 2，即5x+60＞4.5x+72，
∴x＞24．当x＞24整数时，选择优惠方法②；（5分）
③当设y 1＜y 2，即5x+60＜4.5x+72
∴x＜24
∴当4≤x＜24时，选择优惠方法①．（7分）
（3）采用的购买方式是：用优惠方法①购买4个书包，
需要4×20=80元，同时获赠4支水性笔；
用优惠方法②购买8支水性笔，需要8×5×90%=36元．
共需80+36=116元．
∴最佳购买方案是：用优惠方法①购买4个书包，获赠4支水性笔；再用优惠方法②购买8支水性笔．（10分）