EDIT: Beachte. 
" ich muss zeigen, dass f: ℝ → ℝ : Ist f streng monoton, so ist f injektiv.  "
ist nicht dasselbe wie dein Äquivalenzpfeil in der Überschrift. 
Für die andere Richtung musst du mehr über f voraussetzen. 
Habe die andere Pfeilrichtung in der ursprünglichen Überschrift entfernt. 
Ursprünglich hattest du " Zu zeigen ist: f injektiv <=> f streng monoton "