Tenemos la indeterminación de tipo
oo/oo,
tal que el límite para el numerador es
$$\lim_{x \to \infty}\left(3 x^{4} + 3 x^{2} + 1\right) = \infty$$
y el límite para el denominador es
$$\lim_{x \to \infty}\left(3 x^{4}\right) = \infty$$
Vamos a probar las derivadas del numerador y denominador hasta eliminar la indeterminación.
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{x^{2} \left(\left(1 + \frac{1}{x^{2}}\right)^{3} - 1\right)}{3}\right)$$
=
Introducimos una pequeña modificación de la función bajo el signo del límite
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{- x^{6} + \left(x^{2} + 1\right)^{3}}{3 x^{4}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{d}{d x} \left(3 x^{4} + 3 x^{2} + 1\right)}{\frac{d}{d x} 3 x^{4}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{12 x^{3} + 6 x}{12 x^{3}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{d}{d x} \left(12 x^{3} + 6 x\right)}{\frac{d}{d x} 12 x^{3}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{36 x^{2} + 6}{36 x^{2}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{d}{d x} \left(36 x^{2} + 6\right)}{\frac{d}{d x} 36 x^{2}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty} 1$$
=
$$\lim_{x \to \infty} 1$$
=
$$1$$
Como puedes ver, hemos aplicado el método de l'Hopital (utilizando la derivada del numerador y denominador) 3 vez (veces)