[출제의도] 도형과 관련된 삼각함수의 극한값을 구할 수 있는가?

∠OAP=∠OPA=θ
∠BOP=2θ
따라서 f(θ)=21sin2θ
또한, OA=1에서 OS=tanθ이므로
CS=1−tanθ
이때, ∠BOP=∠COQ=2θ이고 삼각형 OCQ는 이등변삼각형이므로
∠SCQ=2π−θ
또한, ∠CSR=θ+2π이므로 ∠QRS=2π
따라서 점 S에서 변 CQ에 내린 수선의 발을 H라 하면
∠CSH=θ
이므로
SH=RQ=(1−tanθ)cosθ
CH=(1−tanθ)sinθ
이고
CQ=BP=2sinθ
RS=QH=CQ−CH
=2sinθ−(sinθ−sinθtanθ)=sinθ+sinθtanθ
따라서
g(θ)=21×(CQ+RS)×QR
=21×(2sinθ+sinθ+sinθtanθ)×(1−tanθ)cosθ
=21×(3sinθ+sinθtanθ)(1−tanθ)cosθ
이므로
3f(θ)−2g(θ)=23sin2θ−(3sinθ+sinθtanθ)(1−tanθ)cosθ
=3sinθcosθ−sinθcosθ(3+tanθ)(1−tanθ)
=sinθcosθtanθ(tanθ+2)
따라서
θ→0+limθ23f(θ)−2g(θ)=θ→0+limθ2sinθcosθtanθ(tanθ+2)
=θ→0+lim{θsinθ×θtanθ×cosθ×(tanθ+2)}
=1×1×1×2=2