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