共線向量基本定理
如果a≠0，那么向量b與a共線的充要條件是：存在唯一實數λ，使得b=λa。
證明：
充分性：對于向量a(a≠0)、b，如果有一個實數λ，使b=λa，那么由實數與向量的積的定義知，向量a與b共線。
必要性：已知向量a與b共線，a≠0，且向量b的長度是向量a的長度的m倍，即∣b∣=m∣a∣。那么當向量a與b同方向時，令λ=m，有b=λa，當向量a與b反方向時，令λ=-m，有b=λa。如果b=0，那么λ=0。
唯一性：如果b=λa=μa，那么(λ-μ)a=0。但因a≠0，所以λ=μ。