Sea $F\subseteq Im(T)$ cerrado en $Y$. Sea $E = T^{-1}(F)$ que es cerrado en $X$ por ser la preimagen de un cerrado por una función continua. Entonces
$$T: E\rightarrow F$$
es un operador compacto y sobreyectivo. Como $E$ y $F$ son espacios de Banach (por ser subespacios cerrados de espacios de Banach) el teorema de la aplicación abierta implica que $T$ es abierta. Por lo tanto $\overline{T(B_E)}$ es un compacto de interior no vacio en $F$. Por el teorema de Riesz, $F$ debe ser de dimensión finita.