вот это и есть решение, дальше можно было не писать
Э нет, не так всё просто. Из неравномерности сходимости на
неравномерность на
формально не следует, там надо как минимум ещё какие-то заклинания произносить, и даже лень думать какие.
Теорема Пусть последовательность функций
равномерно сходится на
при этом существуют пределы
, тогда определены пределы
и
и
Честно говоря, я такой теоремы не помню. Хотя она и верна, конечно. Более того. Если функции из последовательности непрерывны на некоем множестве
, и сходятся на нём неравномерно, то на любом подмножестве
, плотном в
, они будут сходиться тоже неравномерно.
(Между прочим, обращаю внимание: Вы силком вынудили меня на коленке сочинить и доказать эту теоремку. Я протестую против насилия над личностью! совершенно не обоснованной очевидностью исходной задачки.)