Passo 1
Uma ideia recorrente para resolver esse tipo de questão é completar quadrado no denominador porque assim podemos usar substituições trigonométricas, ou seja, saibam muito bem de cabeça todas as relações trigonométricas.
Passo 2
Vamos, primeiramente, completar o quadrado
Quando chegamos em expressões desse formato é bom lembrarmos da seguinte relação :
Seja
Derivando com relação a x a equação acima
Substituindo na nossa integral
Passo 3
Retornando para a variável inicial