Ну она

Просто коэффициент у косинуса 2n... поэтому такой и беру заместо x
А куда мнимая единица девается?

геометрическая прогрессия ведь.. может и

.. по методичке смотрел просто
Да она и так, и эдак геометрическая прогрессия, только элементы нумеруются по-разному. Но если нумеруем с единицы, то у Вас

начинается с

, а если с нуля, то

начинается с

. Производящие функции будут немного разными. Впрочем, на требуемые вычисления это практически не влияет.
Так в чём проблема-то?