А как доказать это неравенство?
Прежде всего -- переписать его в более внятном виде:

, причём при всех вообще иксах.
А следует -- просто из выпуклости экспоненты и того, что правая часть -- это касательная к её графику.
Впрочем, точная оценка для этой задачи и не важна -- вполне достаточно просто асимптотики при больших эн, а уж она-то тривиальна.