Доказательство.
1) Пусть векторы и коллинеарны. Докажем, что существуют два числа a, b Î R такие, что хотя бы одно из этих чисел не равно нулю и a + b = q.
1 случай. = q или = q.
Если = q, возьмем a = 1 и b = 0, тогда a + b = 1 ´ q + 0 ´ = q + q = q.
Если = q, то по аналогии возьмем a = 0 и b = 1.
2 случай. ≠ q и ≠ q.
По определению коллинеарности векторов существует число l ≠ 0 такое, что = l .
Возьмем a = l, b = -1, тогда a + b = l + (-1) = + (- ) = q.
2) Пусть a + b = q и из чисел a и b хотя бы одно не равно нулю.
Так как a + b = q, то a = - b .
Если a ≠ 0 , то = - , и векторы коллинеарны и по определению (см. § 9).
Если a = 0, то b ≠ 0 и вектор = q, то есть векторы и коллинеарны.