C'est parce que la question te demande de prouver l'équivalence ("si et seulement si") et non pas l'implication ("si") et ici il n'est pas possible de travailler par équivalences.
Pour démontrer l'équivalence "p <=> q" (p si et seulement si q), il faut démontrer les propositions :
"p => q" (Si p alors q) et "q => p" (la réciproque : si q alors p).
Il faut absolument faire la réciproque sinon la démonstration est fausse.
Parfois on peut travailler par équivalences et dans ce cas c'est "plus simple" puisqu'il n'y a pas de réciproque à démontrer.
"p <=> ...
p <=> ...
p <=> q"