Вы написали:
lim x->z f(x)g(x) = (lim x->z f(x)) ( lim x->z g(x)) и назвали это "шаг 1",
вероятно, имея ввиду, что это есть шаг доказательства.
В действительности же это есть переформулировка того, что следует доказать.
Существует теорема:
Если
$\lim_{x->z}f(x) = B$ и
$\lim_{x->z} g(x) = C$, то существует
$\lim_{x->z} f(x)g(x)$, и он равен ВС.
Обратное не верно.
Например, существует предел постоянной последовательности
$a_n = 1$,
он равен 1 , и данная последовательность равна произведению двух одинаковых последовательностей:
$a_n = 1 = b_nc_n$, где
$ b_n=c_n=(-1)^n$При этом обе последовательности не имеют предела:
$ b_n=c_n=(-1)^n=\;-1\;,1\;,-1\;,1\;,...$ - в них последовательно чередуются -1 и 1.