Эта подстановка применяется для линейных уравнений первого порядка, а у Вас - второго. Какое у Вас получается уравнение первого порядка?
Ваши формулы для

и

кажутся мне неправильными.
надо взять интеграл, но експонента с плюсовой то степенью стоит
Не понял, в чём проблема. Какая разница, положительный там коэффициент или отрицательный?
P.S. Уберите, пожалуйста, "звёздочки" из своих формул, они выглядят дико. Если Вам позарез нужен знак умножения, используйте \cdot. Но в Ваших уравнениях без знака умножения можно спокойно обойтись.