PAV писал(а):
В справочнике есть такая формула....
Это частный случай одного общего приёма интегрирования частного от многочлена и квадратичной иррациональности, в котором вначале интеграл преобразуется методом неопределённых коэффициентов, а потом эти коэффициенты находятся дифференцированием обеих частей. Описание этого приёма можно найти, например, во втором томе трёхтомника Фихтенгольца, да и в задачнике Демидовича он описан. Подстановка здесь ни при чём.