Запишите

. Продифференцируйте

. Тогда

из знаменателя уйдет. Потом избавьтесь похожим образом от

(подумайте сами, как именно). Получится геометрическая прогрессия, её вы просуммируете. Ну и дальше осталось понять, что такое

и как она связана с исходной задачей. Всё это я оставляю вам.
UPD: И ещё, конечно же, нужно обосновать корректность всех действий. Начать следует с доказательства сходимости ряда.