Gehe auf die Definition zurück. Das Innere von Y ist vermutlich als die
Menge aller inneren Punkte von Y definiert.
Und ein innerer Punkt a ist einer, zu dem es eine Umgebung gibt, die
ganz in Y liegt, also eine offene Menge, die a enthält.
Damit hat du den ersten Teil der ersten Gleichung schon gezeigt.
Sollte man wohl noch was formalisieren, also etwa so:
Sei a ∈ Y∘.
==> Es gibt eine Umgebung von a, die ganz in Y liegt.
==> Es gibt ein U offen in X mit a ∈ U und U⊆Y
==> a ∈ ∪{U : U⊂Y und U offen in X}
Dann die andere Richtung.