или выполняется только нестрогое неравенство в общем случае?
Если бы имело место равенство, то было бы

для любых

. Но тогда было бы и

, поскольку

получается счётным объединением множеств такого типа.
(Естественно, имеется в виду, что

, иначе вопрос оказывается праздным.)