Формулу лучше так написать:

Пользуясь симметрией и тем, что косинус должен быть неотрицательным, пределы можно и
нужно ужать. Ведь Вы пытаетесь интегрировать по секторам с отрицательным значением косинуса. В итоге получается 0, но дело в том, что в этом секторе не располагается фигура. И Ваш интеграл не имеет никакого отношения к её площади. Нарисуйте рисуночек.