А что, бывает биекция не "на"?
Чёрным по белому написано, что

, а в первом пункте просят доказать, что

- биекция.

в общем случае не означает ни биекции, ни сюръекции. Вы, случаем, не забыли, что вообще значит

? Отсюда не следует, что образ совпадает с

. Условие этой задачи слово в слово переписано из уважаемого учебника Дороговцева "Математический анализ. Справочное пособие", страница 341. Я уже спрашивал одну задачу повышенной сложности из него с весьма похожим условием, только доказывать похожие вещи надо было не для

, а для метрического пространства

. И при этом никто из обсуждающих не говорил, будто бы запись

означает, что f - биекция; это следовало из других условий и доказывалось весьма нетривиальным способом. Вы первый, кто говорит мне такие удивительные вещи. Не разобрались с обозначениями, что ли?