.1) λ > 0;
2) λ < 0;
3) λ = 0.
Докажем теорему для второго случая, после чего Вы должны будете самостоятельно рассмотреть первый случай.
Доказательство.
Пусть вектор
составляет с осью l угол φ. Вектор
в случае λ < 0 образует с осью l угол π - φ. И в этом случае
.
в случае λ> 0 образует с осью l угол φ. И в
этом случае
.При λ = 0 равенство очевидно.