Ben . . . non : si tu sait que pour tout a point de U, il existe un voisinage V(a) tel que la restriction de f à V(a) soit injective, ben ça implique absolument pas que f est injective.
Pour faire encore plus simple, la fonction

est évidement localement injective (vu que ses restriction à ]-oo,0[ et à ]0,+oo[ sont injective), mais, tout aussi clairement, elle n'est pas globalement injective (et, de nouveau, c'est un difféomorphisme local qui n'est pas un difféomorphisme global).
Bref, être localement injectif, ça signifie que quand tu regarde un

et son
)
associé, il existe un petit voisinage de

tel que,
sur ce voisinage,

est la seule solution de
\!=\!f(a))
. Mais absolument rien n’empêche qu'il y ait d'autres solution à l'équation
\!=\!f(a))
situées "un peu loin" de

(en dehors du fameux voisinage en fait).