Tenemos la indeterminación de tipo
oo/oo,
tal que el límite para el numerador es
$$\lim_{x \to \infty}\left(x^{2} + x - \sin{\left(10 x \right)}\right) = \infty$$
y el límite para el denominador es
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{2 x^{4}}{x^{2} + 1} + \frac{x^{2}}{x^{2} + 1} + \frac{x}{x^{2} + 1}\right) = \infty$$
Vamos a probar las derivadas del numerador y denominador hasta eliminar la indeterminación.
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(x^{3} + x\right) \left(\left(x^{2} + x\right) - \sin{\left(10 x \right)}\right)}{x \left(2 x^{4} + \left(x^{2} + x\right)\right)}\right)$$
=
Introducimos una pequeña modificación de la función bajo el signo del límite
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(x^{2} + 1\right) \left(x \left(x + 1\right) - \sin{\left(10 x \right)}\right)}{x \left(2 x^{3} + x + 1\right)}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{d}{d x} \left(x^{2} + x - \sin{\left(10 x \right)}\right)}{\frac{d}{d x} \left(\frac{2 x^{4}}{x^{2} + 1} + \frac{x^{2}}{x^{2} + 1} + \frac{x}{x^{2} + 1}\right)}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{2 x - 10 \cos{\left(10 x \right)} + 1}{- \frac{4 x^{5}}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} + \frac{8 x^{3}}{x^{2} + 1} - \frac{2 x^{3}}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} - \frac{2 x^{2}}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} + \frac{2 x}{x^{2} + 1} + \frac{1}{x^{2} + 1}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{2 x - 10 \cos{\left(10 x \right)} + 1}{- \frac{4 x^{5}}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} + \frac{8 x^{3}}{x^{2} + 1} - \frac{2 x^{3}}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} - \frac{2 x^{2}}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} + \frac{2 x}{x^{2} + 1} + \frac{1}{x^{2} + 1}}\right)$$
=
$$\frac{1}{2}$$
Como puedes ver, hemos aplicado el método de l'Hopital (utilizando la derivada del numerador y denominador) 1 vez (veces)