证明两个向量共线,即证明它们之间存在一个非零实数倍数关系。以下是证明过程:
假设存在一个非零实数 \(\lambda\),使得 \(\vec{b} = \lambda \vec{a}\)。
根据实数与向量的乘法定义,\(\vec{b}\) 可以表示为 \(\lambda \vec{a}\),即 \(\vec{b}\) 是 \(\vec{a}\) 的 \(\lambda\) 倍。
因此,向量 \(\vec{a}\) 与 \(\vec{b}\) 共线。
已知向量 \(\vec{a}\) 与 \(\vec{b}\) 共线,且 \(\vec{a} \neq \vec{0}\)。
如果 \(\vec{a}\) 与 \(\vec{b}\) 同方向,则存在一个正实数 \(\lambda\),使得 \(\vec{b} = \lambda \vec{a}\)。
如果 \(\vec{a}\) 与 \(\vec{b}\) 反方向,则存在一个负实数 \(\lambda\),使得 \(\vec{b} = \lambda \vec{a}\)。
如果 \(\vec{b} = \vec{0}\),则 \(\lambda = 0\),满足共线条件。
假设存在两个不同的非零实数 \(\lambda_1\) 和 \(\lambda_2\),使得 \(\vec{b} = \lambda_1 \vec{a} = \lambda_2 \vec{a}\)。
这意味着 \(\lambda_1 \vec{a} - \lambda_2 \vec{a} = \vec{0}\)。
由于 \(\vec{a} \neq \vec{0}\),我们可以得出 \(\lambda_1 - \lambda_2 = 0\)。
因此,\(\lambda_1 = \lambda_2\),证明了唯一性。
综上所述,如果存在一个非零实数 \(\lambda\),使得 \(\vec{b} = \lambda \vec{a}\),则向量 \(\vec{a}\) 与 \(\vec{b}\) 共线。
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