В общем, я так и не понял, что надо переделать в моём исходном решении, не вижу, и всё. И не могу понять, что Вы хотите сказать.
Может быть, то, что я написал в самом начале, в корне неверно, и надо совсем по-другому?
Например, так:
Берём, например,

в качестве первого члена искомой подпоследовательности

.
Затем рассматриваем следующий. Если он меньше

, то он не подходит, рассматриваем следующий; если он больше

, то подходит, будет

.
И так для всех. Если найден член подпоследовательности

, равный

, то в качестве

берём такой член последовательности

, что

и

. Такой член в исходной последовательности всегда найдётся, т.к. она не ограниченна сверху.
Таким образом мы можем выделить стремящуюся к

подпоследовательность из произвольной не ограниченной сверху последовательности.
Вроде не к чему придраться. Правильно?