У нас есть неопределённость типа
oo/oo,
т.к. для числителя предел
$$\lim_{x \to \infty}\left(x^{2} + \sin{\left(2 x \right)}\right) = \infty$$
и для знаменателя предел
$$\lim_{x \to \infty} x = \infty$$
Будем брать производные от числителя и знаминателя до тех пор, пока не избавимся от неопределённости.
$$\lim_{x \to \infty}\left(x + \frac{\sin{\left(2 x \right)}}{x}\right)$$
=
Преобразуем немного функцию под знаком предела
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{x^{2} + \sin{\left(2 x \right)}}{x}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{d}{d x} \left(x^{2} + \sin{\left(2 x \right)}\right)}{\frac{d}{d x} x}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(2 x + 2 \cos{\left(2 x \right)}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(2 x + 2 \cos{\left(2 x \right)}\right)$$
=
$$\infty$$
Видно, что мы применили правило Лопиталя (взяли производную от числителя и знаменателя) 1 раз(а)