Если угол между двумя ненулевыми векторами прямой, то такие векторы называются ортогональными.
Теорема 1. Два вектора ортогональны тогда и только тогда, когда их скалярное произведение равно нулю.
Доказательство. Необходимость. Пусть векторы
и
ортогональны, j - угол между ними. Тогда cos j=0Þ
=0.
Достаточность. Пусть
=0. Докажем, что векторы
и
ортогональны. Исключим тривиальный случай, когда хотя бы один из векторов
или
равен 0. Если оба вектора ненулевые, то
>0,
>0Þиз равенства
=0 и (1) следует, что cos j=0, т.е. векторы
и
ортогональны. Ч.т.д.
Теорема 2. Два ненулевых вектора
и
составляют острый (тупой) угол тогда и только тогда, когда их скалярное произведение положительно (отрицательно).
Доказательство. Т.к. векторы
и
ненулевые, то знак скалярного произведения совпадает со знаком cos j. Если угол j не превосходит p, то cos j положителен тогда и только тогда, когда j - острый угол, и отрицателен тогда и только тогда, когда j - тупой угол. Ч.т.д.