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