Не могли бы Вы поснить, почему общий член суммы удобно в таком виде представить?
Не то чтобы удобно, это выстрел наугад. Один из способов привести у первого интеграла такие же пределы, как у второго.
Можно попробовать вариант с параметром:
и подгонять
.
Различные замены пробовал: к простым выражениям не сводятся. Конечно, можно идти и этим путём и искать замены похитрее, но нет ли иного подхода?
Тут слишком мало информации, чтобы говорить об общих подходах. Может быть все что угодно, от простейшей замены, до какого-нибудь нетривиального тождества для функций, связанных преобразованием Фурье или еще как.