Tenemos la indeterminación de tipo
0/0,
tal que el límite para el numerador es
$$\lim_{x \to 0^+} \operatorname{atan}{\left(x^{2} \cos{\left(\frac{1}{3 x} \right)} \right)} = 0$$
y el límite para el denominador es
$$\lim_{x \to 0^+} x = 0$$
Vamos a probar las derivadas del numerador y denominador hasta eliminar la indeterminación.
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\operatorname{atan}{\left(x^{2} \cos{\left(\frac{1}{3 x} \right)} \right)}}{x}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\frac{d}{d x} \operatorname{atan}{\left(x^{2} \cos{\left(\frac{1}{3 x} \right)} \right)}}{\frac{d}{d x} x}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{2 x \cos{\left(\frac{1}{3 x} \right)} + \frac{\sin{\left(\frac{1}{3 x} \right)}}{3}}{x^{4} \cos^{2}{\left(\frac{1}{3 x} \right)} + 1}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 0^+} \left\langle -\infty, \infty\right\rangle$$
=
$$\lim_{x \to 0^+} \left\langle -\infty, \infty\right\rangle$$
=
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\operatorname{atan}{\left(x^{2} \cos{\left(\frac{1}{3 x} \right)} \right)}}{x}\right)$$
Como puedes ver, hemos aplicado el método de l'Hopital (utilizando la derivada del numerador y denominador) 1 vez (veces)