Tenemos la indeterminación de tipo
oo/oo,
tal que el límite para el numerador es
$$\lim_{x \to \infty}\left(3 x^{5} - x^{3} + 2\right) = \infty$$
y el límite para el denominador es
$$\lim_{x \to \infty}\left(x^{5} - x^{2} + 1\right) = \infty$$
Vamos a probar las derivadas del numerador y denominador hasta eliminar la indeterminación.
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{3 x^{5} + \left(2 - x^{3}\right)}{- x^{2} + \left(x^{5} + 1\right)}\right)$$
=
Introducimos una pequeña modificación de la función bajo el signo del límite
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{3 x^{5} - x^{3} + 2}{x^{5} - x^{2} + 1}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{d}{d x} \left(3 x^{5} - x^{3} + 2\right)}{\frac{d}{d x} \left(x^{5} - x^{2} + 1\right)}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{15 x^{4} - 3 x^{2}}{5 x^{4} - 2 x}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{d}{d x} \left(15 x^{4} - 3 x^{2}\right)}{\frac{d}{d x} \left(5 x^{4} - 2 x\right)}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{60 x^{3} - 6 x}{20 x^{3} - 2}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{d}{d x} \left(60 x^{3} - 6 x\right)}{\frac{d}{d x} \left(20 x^{3} - 2\right)}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{180 x^{2} - 6}{60 x^{2}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{d}{d x} \left(180 x^{2} - 6\right)}{\frac{d}{d x} 60 x^{2}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty} 3$$
=
$$\lim_{x \to \infty} 3$$
=
$$3$$
Como puedes ver, hemos aplicado el método de l'Hopital (utilizando la derivada del numerador y denominador) 4 vez (veces)