Voy a hacer la integral mientras no sepa lo que es el triángulo asociado.
$$\begin{align}&\int \frac{dx}{x^3 \sqrt{x^2+4}}=\\ &\\ &x=2tgt\\ &dx=2sect\,dt\\ &t=arctg \frac x2\\ &\\ &\int \frac{2tgt\,dt}{8tg^3t \sqrt{4tg^2t+4}}=\\ &\\ &\\ &\int \frac{dt}{8tg^2t \sqrt{tg^2t+1}}=\\ &\\ &\\ &\frac 18\int \frac{dt}{tg^2t·sect}=\\ &\\ &\\ &\frac 18\int \frac{dt}{\frac {sen^2t}{\cos^2 t}·\frac{1}{cost}}=\\ &\\ &\\ &\frac 18 \int \frac{\cos^3t}{sen^2t}dt=\\ &\\ &\\ &\frac 18 \int \frac{(1-sen^2t)cost}{sen^2t}dt=\\ &\\ &z=sent\quad\quad dz=cost\,dt\\ &\\ &=\frac 18 \int \frac{1-z^2}{z^2}dz =\\ &\\ &\frac 18\left(-\frac 1z -z\right)+C =\\ &\\ &\\ &-\frac 18\left(sent + \frac{1}{sent} \right)+C=\\ &\\ &\\ &-\frac 18\left[sen\left(arctg \frac x2\right) + \frac{1}{sen\left(arctg \frac x2 \right)} \right]+C=\\ &\\ &si \;tgt=\frac x2\implies \frac{sent}{cost}=\frac x2\implies\\ &\\ &\frac{sent}{\sqrt{1-sen^2t}}=\frac x2\implies \\ &\\ &\frac{sen^2t}{1-sen^2t}=\frac{x^2}{4}\implies\\ &\\ &sen^2t = \frac {x^2}{4} -\frac{x^2}{4}sen^2t\implies\\ &\\ &\left(1+\frac{x^2}{4}\right)sen^2t = \frac{x^2}{4}\implies\\ &\\ &sent=\sqrt{\frac{\frac{x^2}{4}}{\frac{4+x^2}{4}}}=\sqrt{\frac{x^2}{4+x^2}}=\frac{x}{\sqrt{4+x^2}}\\ &\\ &\text {Luego la integral queda}\\ &\\ &-\frac 18\left(\frac{x}{\sqrt{4+x^2}}+\frac{1}{\frac{x}{\sqrt{4+x^2}}} \right)+C =\\ &\\ &-\frac 18 \left(\frac{x}{\sqrt{4+x^2}}+\frac{\sqrt{4+x^2}}{x} \right)+C=\\ &\\ &\\ &-\frac 18\left(\frac{x^2+4+x^2}{x \sqrt{4+x^2}} \right)+C=\\ &\\ &\\ &-\frac {x^2+2}{4x \sqrt{4+x^2}}+C\\ &\end{align}$$Sé que está mal hecha, pero hasta que no se manda no se puede ver como queda lo que has hecho con el editor de ecuaciones. Así que la mando y así podré verla y corregirla.
Por cierto. ¿No sería tal vez un cambio hiperbólico en vez de trigonométrico el que hace falta?