4. (2024·张家港期末)如图,直线l与x轴、y轴分别交于点A(3,0),点B(0,2),以线段AB为直角边在第一象限内作等腰直角三角形ABC,∠BAC=90°,点P(1,a)为坐标系中的一个动点.
(1)求直线l的函数表达式;
(2)求出△ABC的面积;
(3)当△ABC与△ABP面积相等时,求实数a的值.

答案:解: (1) 设直线 $l$ 的函数表达式为 $y = kx + b$, 则 $\begin{cases}0 = 3k + b,\\b = 2,\end{cases}$ 解得 $\begin{cases}k = -\frac{2}{3},\\b = 2,\end{cases}$ 故直线 $l$ 的函数表达式为 $y = -\frac{2}{3}x + 2$.
(2) 在 $Rt\triangle ABO$ 中, 由勾股定理得 $AB^2 = OA^2 + OB^2 = 3^2 + 2^2 = 13$, $\because \triangle ABC$ 为等腰直角三角形, $AB$ 为直角边, $\therefore S_{\triangle ABC} = \frac{1}{2}AB^2 = \frac{13}{2}$.
(3) ① 若点 $P$ 在第一象限, $\because S_{\triangle ABO} = \frac{1}{2}×3×2 = 3$, $S_{\triangle ABC} = \frac{13}{2}$, $\therefore$ 点 $P$ 在直线 $AB$ 上方, 如答图①, 连接 $BP$, $PO$, $PA$. $\because S_{\triangle ABO} = 3$, $S_{\triangle APO} = \frac{3}{2}a$, $S_{\triangle BOP} = 1$, $\therefore S_{\triangle ABP} = S_{\triangle BOP} + S_{\triangle APO} - S_{\triangle ABO} = \frac{13}{2}$, 即 $1 + \frac{3}{2}a - 3 = \frac{13}{2}$, 解得 $a = \frac{17}{3}$. ② 若点 $P$ 在第四象限, 如答图②, 连接 $BP$, $PO$, $PA$. $\because S_{\triangle ABO} = 3$, $S_{\triangle APO} = -\frac{3}{2}a$, $S_{\triangle BOP} = 1$, $\therefore S_{\triangle ABP} = S_{\triangle AOB} + S_{\triangle APO} - S_{\triangle BOP} = \frac{13}{2}$, 即 $3 - \frac{3}{2}a - 1 = \frac{13}{2}$, 解得 $a = -3$. 故当 $\triangle ABC$ 与 $\triangle ABP$ 面积相等时, 实数 $a$ 的值为 $\frac{17}{3}$ 或 $-3$.
