То есть, если подынтегральное выражение равно бесконечности при подстановке одного из пределов, то интеграл расходится?
Нет, этого недостаточно, требуется "квалифицированное" стремление к бесконечности. В данном случае: после замены

будет

а уж такой интеграл-то точно расходится.