У меня на телефоне нет возможности нормально писать формулы в TEX, поэтому постараюсь объяснить словами.
Числитель - многочлнн степени 2.
Знаменатель - многочлен степени 2, умноженный на
√(x^2+1) ~ √(x^2) ~ x.
То есть в знаменателе многочлен степени 3.
Так как у знаменателя степень выше, то предел на бесконечности равен 0.
Интеграл сходится.