Soll wohl so heißen:  (g ◦ f)−1(S) = f−1 (g−1(S)) .
Bew. wie üblich mit :
Sei x∈ 1. Menge ==> .... ==> x∈ 2. Menge und umgekehrt.
Ich mach mal vor:
x∈(g ◦ f)−1(S) ==>  x∈  f−1 (g−1(S)) .
Sei also 
x∈(g ◦ f)−1(S) ==> Es gibt z∈S mit  (g ◦ f)(x)=z
       ==>   Es gibt y∈N mit f(x)=y und g(y)=z
       Wegen z∈S ==>  y∈  g−1(S)
         Wegen  y∈  g−1(S) und f(x)=y  ==>  x∈  f-1(g−1(S)) .
Damit ist x∈(g ◦ f)−1(S) ==>  x∈  f−1 (g−1(S)) gezeigt.
So ähnlich argumentierst du auch für die andere Richtung.