Hola
Está bien. Aunque un matiz. Dices:
"by definition of completeness of space
\( f_n\to f \) point wise and \( f\in C([a,b]) \)."
Lo que dice la definición de espacio completo es que si una sucesión es de Cauchy entonces tiene que tener límite, es decir, tiene que existir \( f\in C([a,b]) \) tal que \( f_n\to f \) con la norma uno. Ahora bien lo que se tiene es que si \( f_n\to f \) con la norma uno, y las funciones son continuas entonces se tiene la convergencia puntual \( f_n\to f \). Con este matiz si funciona el argumento.
Saludos.