А для чего вы вводили новую переменную? Чем вам старая не нравилась? Я догадываюсь, видимо, вы знаете некие эквивалентности, которые выполняются при

. Например, для синуса. Но ведь там важно, чтобы
аргумент синуса стремился к 0, а не просто какая-то переменная. Вот и воспользуйтесь свойствами синуса (школьными), чтобы упростить выражение

.
А вот в числителе лучше ввести другую замену,

. Правда, е вас будет две переменные в одном выражении. Ну и что! Сначала упростите его, а потом можно снова вернуться к

.