если взять за отрезок некие

и

, входящие в область, то переход будет обоснован?
Да, будет. Но только если они
строго внутри.
(согласно стандартной теореме, степенной ряд сходится равномерно в любом круге, именно строго лежащем в круге сходимости; на этом и игра строится)