Sì, capisco. Però se lo aggiusti un po' puoi dimostrare che quel limite non esiste. Il tuo ragionamento mi serve esclusivamente per dire che se per assurdo il limite $L=\lim_{x\to+\infty}\cos(x)$ esistesse finito, necessariamente $L=1$ oppure $L=-\frac{1}{2}$.
Se il limite fosse $L=1$, per il teorema della permanenza del segno esisterebbe un intorno di $+\infty$ in cui il coseno è positivo (assurdo). Se il limite fosse $L=-\frac{1}{2}$, il tpds garantirebbe l'esistenza di un intorno di $+\infty$ in cui il coseno è negativo (assurdo).
Poiché $y=\cos(x)$ è una funzione limitata, i suoi limiti agli estremi non possono essere infiniti... Da qui la conclusione è breve, no?