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?