Пусть прообраз любого открытого множества открыт.
Возьмём произвольную точку 

, найдём 

.

Возьмём произвольную 

-окрестность точки 

 (розовый цвет) и найдём её прообраз (голубой цвет).

Так как прообраз (голубой) открыт, точка 

 имеет некоторую 

-окрестность, целиком содержащуюся в прообразе (синий).
Найдём образ этой 

-окрестности (красный). Может ли он быть как на рисунке, т.е. не содержаться в 

-окрестности точки 

 (розовый)?

Очевидно, нет, ведь каждая точка 

-окрестности 

 (синий) содержится в прообразе (голубой) 

-окрестности 

, а образ любой его точки принадлежит 

-окрестности 

 (розовый):

Итак, для произвольного 

 существует 

-окрестность 

 (синий), образ которой (красный) содержится в 

-окрестности 

 (розовый).