Tenemos la indeterminación de tipo
oo/oo,
tal que el límite para el numerador es
$$\lim_{n \to \infty} \sqrt{\left(3 \cdot 3^{n} + 1\right)!} = \infty$$
y el límite para el denominador es
$$\lim_{n \to \infty}\left(\frac{\sqrt{3^{n} + 1} \left(n + 1\right)!}{n!}\right) = \infty$$
Vamos a probar las derivadas del numerador y denominador hasta eliminar la indeterminación.
$$\lim_{n \to \infty}\left(\frac{n! \sqrt{\left(3 \cdot 3^{n} + 1\right)!}}{\sqrt{3^{n} + 1} \left(n + 1\right)!}\right)$$
=
Introducimos una pequeña modificación de la función bajo el signo del límite
$$\lim_{n \to \infty}\left(\frac{n! \sqrt{\left(3 \cdot 3^{n} + 1\right)!}}{\sqrt{3^{n} + 1} \left(n + 1\right)!}\right)$$
=
$$\lim_{n \to \infty}\left(\frac{\frac{d}{d n} \sqrt{\left(3 \cdot 3^{n} + 1\right)!}}{\frac{d}{d n} \frac{\sqrt{3^{n} + 1} \left(n + 1\right)!}{n!}}\right)$$
=
$$\lim_{n \to \infty}\left(\frac{3 \cdot 3^{n} \log{\left(3 \right)} \Gamma\left(3 \cdot 3^{n} + 2\right) \operatorname{polygamma}{\left(0,3 \cdot 3^{n} + 2 \right)}}{2 \left(\frac{3^{n} \log{\left(3 \right)} \left(n + 1\right)!}{2 \sqrt{3^{n} + 1} n!} + \frac{\sqrt{3^{n} + 1} \Gamma\left(n + 2\right) \operatorname{polygamma}{\left(0,n + 2 \right)}}{n!} - \frac{\sqrt{3^{n} + 1} \left(n + 1\right)! \Gamma\left(n + 1\right) \operatorname{polygamma}{\left(0,n + 1 \right)}}{n!^{2}}\right) \sqrt{\left(3 \cdot 3^{n} + 1\right)!}}\right)$$
=
$$\lim_{n \to \infty}\left(\frac{3 \cdot 3^{n} \log{\left(3 \right)} \Gamma\left(3 \cdot 3^{n} + 2\right) \operatorname{polygamma}{\left(0,3 \cdot 3^{n} + 2 \right)}}{2 \left(\frac{3^{n} \log{\left(3 \right)} \left(n + 1\right)!}{2 \sqrt{3^{n} + 1} n!} + \frac{\sqrt{3^{n} + 1} \Gamma\left(n + 2\right) \operatorname{polygamma}{\left(0,n + 2 \right)}}{n!} - \frac{\sqrt{3^{n} + 1} \left(n + 1\right)! \Gamma\left(n + 1\right) \operatorname{polygamma}{\left(0,n + 1 \right)}}{n!^{2}}\right) \sqrt{\left(3 \cdot 3^{n} + 1\right)!}}\right)$$
=
$$\infty$$
Como puedes ver, hemos aplicado el método de l'Hopital (utilizando la derivada del numerador y denominador) 1 vez (veces)