Tenemos la indeterminación de tipo
0/0,
tal que el límite para el numerador es
$$\lim_{x \to 0^+}\left(1 - \cos{\left(3 x \right)}\right) = 0$$
y el límite para el denominador es
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{x^{4}}{\log{\left(2 x + 1 \right)}} + \frac{5 x^{3}}{\log{\left(2 x + 1 \right)}}\right) = 0$$
Vamos a probar las derivadas del numerador y denominador hasta eliminar la indeterminación.
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\left(1 - \cos{\left(3 x \right)}\right) \log{\left(2 x + 1 \right)}}{x^{4} + 5 x^{3}}\right)$$
=
Introducimos una pequeña modificación de la función bajo el signo del límite
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\left(1 - \cos{\left(3 x \right)}\right) \log{\left(2 x + 1 \right)}}{x^{3} \left(x + 5\right)}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\frac{d}{d x} \left(1 - \cos{\left(3 x \right)}\right)}{\frac{d}{d x} \left(\frac{x^{4}}{\log{\left(2 x + 1 \right)}} + \frac{5 x^{3}}{\log{\left(2 x + 1 \right)}}\right)}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{3 \sin{\left(3 x \right)}}{- \frac{2 x^{4}}{\left(2 x + 1\right) \log{\left(2 x + 1 \right)}^{2}} + \frac{4 x^{3}}{\log{\left(2 x + 1 \right)}} - \frac{10 x^{3}}{\left(2 x + 1\right) \log{\left(2 x + 1 \right)}^{2}} + \frac{15 x^{2}}{\log{\left(2 x + 1 \right)}}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{3 \sin{\left(3 x \right)}}{- \frac{2 x^{4}}{\left(2 x + 1\right) \log{\left(2 x + 1 \right)}^{2}} + \frac{4 x^{3}}{\log{\left(2 x + 1 \right)}} - \frac{10 x^{3}}{\left(2 x + 1\right) \log{\left(2 x + 1 \right)}^{2}} + \frac{15 x^{2}}{\log{\left(2 x + 1 \right)}}}\right)$$
=
$$\frac{9}{5}$$
Como puedes ver, hemos aplicado el método de l'Hopital (utilizando la derivada del numerador y denominador) 1 vez (veces)