Comentário didático curto (dica de prova alternativa): você também poderia usar expansão em série de Taylor \cos u = 1 - \dfrac{u^{2}}{2}+o(u^{2}), daí \dfrac{\cos u -1}{u}\sim -\dfrac{u}{2}\to 0. Ambas as abordagens confirmam o mesmo resultado. Força aí — é um tipo de limite que aparece muito em provas e é bom memorizar a técnica da identidade \cos u-1=-2\sin^{2}(u/2) e a desigualdade |\sin t|\le|t|.