доказать, что

= 0
Поскольку

при всех достаточно больших

, это -- такой ма-аленький кусочек критерия Коши сходимости несобственного интеграла.
(другое дело, что размышлениям на эту тему может помешать безграмотная запись этого интеграла: пределы интегрирования и переменная интегрирования должны обозначаться
разными буквами)
существует предел

Это -- намёк на то, что функция ограничена. Небольшой нюанс: при выписывании формального доказательства необходимо не забыть упомянуть, что раз уж предел существует, то он в данной ситуации непременно конечен (и даже равен нулю, но это уже не важно).