Tenemos la indeterminación de tipo
0/0,
tal que el límite para el numerador es
$$\lim_{x \to 3^+} \sin{\left(x^{2} - 5 x + 6 \right)} = 0$$
y el límite para el denominador es
$$\lim_{x \to 3^+}\left(\frac{3^{x}}{27 \operatorname{atan}{\left(\sqrt{3} x - 2 \sqrt{3} \right)}} - \frac{1}{\operatorname{atan}{\left(\sqrt{3} x - 2 \sqrt{3} \right)}}\right) = 0$$
Vamos a probar las derivadas del numerador y denominador hasta eliminar la indeterminación.
$$\lim_{x \to 3^+}\left(\frac{\sin{\left(- 5 x + \left(x^{2} + 6\right) \right)} \operatorname{atan}{\left(\sqrt{3} \left(x - 2\right) \right)}}{3^{x - 3} - 1}\right)$$
=
Introducimos una pequeña modificación de la función bajo el signo del límite
$$\lim_{x \to 3^+}\left(\frac{\sin{\left(x^{2} - 5 x + 6 \right)} \operatorname{atan}{\left(\sqrt{3} \left(x - 2\right) \right)}}{3^{x - 3} - 1}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 3^+}\left(\frac{\frac{d}{d x} \sin{\left(x^{2} - 5 x + 6 \right)}}{\frac{d}{d x} \left(\frac{3^{x}}{27 \operatorname{atan}{\left(\sqrt{3} x - 2 \sqrt{3} \right)}} - \frac{1}{\operatorname{atan}{\left(\sqrt{3} x - 2 \sqrt{3} \right)}}\right)}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 3^+}\left(\frac{\left(2 x - 5\right) \cos{\left(x^{2} - 5 x + 6 \right)}}{\frac{3^{x} \log{\left(3 \right)}}{27 \operatorname{atan}{\left(\sqrt{3} x - 2 \sqrt{3} \right)}} - \frac{\sqrt{3} \cdot 3^{x}}{27 \left(\left(\sqrt{3} x - 2 \sqrt{3}\right)^{2} + 1\right) \operatorname{atan}^{2}{\left(\sqrt{3} x - 2 \sqrt{3} \right)}} + \frac{\sqrt{3}}{\left(\left(\sqrt{3} x - 2 \sqrt{3}\right)^{2} + 1\right) \operatorname{atan}^{2}{\left(\sqrt{3} x - 2 \sqrt{3} \right)}}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 3^+} \frac{1}{\frac{3^{x} \log{\left(3 \right)}}{27 \operatorname{atan}{\left(\sqrt{3} x - 2 \sqrt{3} \right)}} - \frac{\sqrt{3} \cdot 3^{x}}{81 x^{2} \operatorname{atan}^{2}{\left(\sqrt{3} x - 2 \sqrt{3} \right)} - 324 x \operatorname{atan}^{2}{\left(\sqrt{3} x - 2 \sqrt{3} \right)} + 351 \operatorname{atan}^{2}{\left(\sqrt{3} x - 2 \sqrt{3} \right)}} + \frac{\sqrt{3}}{3 x^{2} \operatorname{atan}^{2}{\left(\sqrt{3} x - 2 \sqrt{3} \right)} - 12 x \operatorname{atan}^{2}{\left(\sqrt{3} x - 2 \sqrt{3} \right)} + 13 \operatorname{atan}^{2}{\left(\sqrt{3} x - 2 \sqrt{3} \right)}}}$$
=
$$\lim_{x \to 3^+} \frac{1}{\frac{3^{x} \log{\left(3 \right)}}{27 \operatorname{atan}{\left(\sqrt{3} x - 2 \sqrt{3} \right)}} - \frac{\sqrt{3} \cdot 3^{x}}{81 x^{2} \operatorname{atan}^{2}{\left(\sqrt{3} x - 2 \sqrt{3} \right)} - 324 x \operatorname{atan}^{2}{\left(\sqrt{3} x - 2 \sqrt{3} \right)} + 351 \operatorname{atan}^{2}{\left(\sqrt{3} x - 2 \sqrt{3} \right)}} + \frac{\sqrt{3}}{3 x^{2} \operatorname{atan}^{2}{\left(\sqrt{3} x - 2 \sqrt{3} \right)} - 12 x \operatorname{atan}^{2}{\left(\sqrt{3} x - 2 \sqrt{3} \right)} + 13 \operatorname{atan}^{2}{\left(\sqrt{3} x - 2 \sqrt{3} \right)}}}$$
=
$$\frac{\pi}{3 \log{\left(3 \right)}}$$
Como puedes ver, hemos aplicado el método de l'Hopital (utilizando la derivada del numerador y denominador) 1 vez (veces)