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:
![$$I_k\equiv\int\limits_0^{\pi\over2}\cos^{2k+1}x\,dx=\Big[\sin x=t\Big]=\int\limits_0^{1}(1-t^2)^k\,dt=\int\limits_0^{1}(1-t^2)^{k-1}\,dt-\int\limits_0^{1}(1-t^2)^{k-1}\cdot t^2\,dt.$$ $$I_k\equiv\int\limits_0^{\pi\over2}\cos^{2k+1}x\,dx=\Big[\sin x=t\Big]=\int\limits_0^{1}(1-t^2)^k\,dt=\int\limits_0^{1}(1-t^2)^{k-1}\,dt-\int\limits_0^{1}(1-t^2)^{k-1}\cdot t^2\,dt.$$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/0/a/5/0a5cacb5cf499cdd24e4d7748c71c73682.png)
В последнем интеграле внесите одно

под знак дифференциала и проинтегрируйте по частям -- получите выражение для

через

.