Задача. Доказать, что если функция

равномерно непрерывна на ограниченном множестве

, то множество

также ограниченно.
Мое решение. Предположим,

не ограничено. Тогда в нем найдется восходящая неограниченная последовательность

такая, что

для всех

. Поскольку

ограничено, то соответствующая ей последовательность

будет ограничена. По теореме Больцано-Вейерштрасса, существует сходящаяся подпоследовательность

.
Определим последовательности

и

как состоящие из четных и нечетных членов последовательности

соответственно. Тогда, поскольку

, то

. Следовательно, по определению равномерной непрерывности, должно быть

. Но тогда существует такое

, что

, что противоречит предположению

для всех

. Следовательно,

должно быть ограниченным.
Нет ли ошибки в рассуждениях? В решебнике к задаче есть решение, но оно какое-то слишком сложное. Мне кажется, что можно попроще.