mach mal gedanklich den schritt rückwärts. beim ableiten wird der sinus zum cosinus. soweit, sogut. allerdings musst du dann auch noch den term IM sinus nachdifferenzieren, so dass dann da stände: cos(n*w_0*t) *n*w_0.
da dies nun aber in der zeile davor nicht der fall ist, muss diese nachdiffenrenziation durch das n*w_0 im nenner "neutralisiert" werden.
ich hoffe, dass war halbwegs verständlich erklärt, das wichtige stichwort hier ist nachdifferenziation (und muss auch bei integrieren beachtet werden).