Признаюсь, мне тоже мое доказательство не кажется вполне строгим :)
Оно вполне строго, но только после того, как уже доказано, что экспонента растёт быстрее любой степени. Из этого, конечно, следует, что она растёт и быстрее первой степени.
Если же серьёзнее, то к этому моменту тот, первый факт уже должен быть известен (поскольку эта задачка -- всё-таки уже некоторое его развитие). А вот как тот факт доказывать -- уже дело вкуса. Быстрее всего, конечно, по Лопиталю. Однако спортивнее всего (не менее конечно) -- элементарными средствами.