Вопрос: то есть для неограниченности оператора обязательно необходимо, чтобы область задания была незамкнутой?
ОТВЕТ: Нет, не правильно, не получается!
Верно следующее утверждение: ЗАМКНУТЫЙ оператор в полном пространстве является НЕОГРАНИЧЕННЫМ, тогда и только тогда, когда его область определения не является замкнутой=полной.
Как Вы видите, это перефразировка теоремы Банаха об ограниченности замкнутого оператора.