Затор при вычислении интеграла

нередко бывает в том, что буковка

, привычная переменная интегрирования, психологически мешает. Но во внутреннем интеграле она таковой не является, она "временно постоянна", как если бы это было

. Попробуйте заменить

на

, взять интеграл, а потом вернуть икс взад. А потом обходиться без этого вспомогательного трюка.
Если, конечно, затор именно в этом.