я не понял 3ий...ну и 4ый переходы
Третий -- это просто стандартный ряд Тейлора для арктангенса, под который подставлен косинус. Вам его скоро дадут, когда вы доберётесь до степенных рядов. Ну а пока можете вывести его самостоятельно, проинтегрировав почленно разложение
в сумму бесконечной геометрической прогрессии. Или посмотреть в шпаргалке.
Четвёртый (интеграл от степени косинуса) -- тоже можно найти в шпаргалке. Или вывести самостоятельно рекуррентное соотношение для таких интегралов:
В последнем интеграле внесите одно
под знак дифференциала и проинтегрируйте по частям -- получите выражение для
через
.