По предельному признаку сравнения я доказала что интеграл расходится, а значит его достаточно исследовать только на абсолютную сходимость,
Ну, во-первых, всё в точности наоборот: из расходимости автоматически следовала бы и абсолютная расходимость. Во-вторых, он всё-таки сходится (но не абсолютно). В-третьих, сделайте очевидную замену
и/или проинтегрируйте по частям, внеся косинус под знак дифференциала. В любом случае надо предварительно, конечно, отодвинуться от нуля, т.е. заменить 0 в нижнем пределе на что-нибудь положительное (ну хоть 1).