К ограниченности - последовательность

ограничена? сходиться? нуу вот и не надо обвинять ограниченные интегралы в сходимости. И вообще, сделайте замену

- тогда будет яснее с бесконечностью, к ней обычно подозрительнее относятся чем к конечным пределам интегрирования.