Pour prouver que tu as une surjection, tu n'as pas besoin de prouver l'unicité de l'antécédent.
Qu'il y ait un ou plusieurs antécédents ne nous intéresse pas, dans un premier temps.
Attention, bijectif signifie injectif
et surjectif.
Ton "juste conclure que c'est bijectif" me semble bizarre... La bijectivité est une propriété plus forte que la surjectivité. A moins que ton "juste" signifie "directement" ?
Pour conclure à l'injectivité, tu peux dire que

implique
 =0)
par linéarité.
Evidemment,on a envie de conclure qu'on a alors

, car cela prouve l'injectivité et donc la bijectivité.
Il faut juste soigner l'argumentation, car quand on travaille avec des matrices un produit peut être nul sans qu'on ait un facteur nul.
Ou bien tu utilises le fait qu'en dimension finie, si f est un morphisme d'un ev dans lui-même, alors f bij f inj f surj. Une démonstration de cours à connaître...