Ненулевые векторы ( \mathbf{m} ) и ( \mathbf{n} ) называются противоположно направленными, если они имеют одинаковую линию действия, но направлены в противоположные стороны. Вектор ( \mathbf{m} ) направлен в одну сторону, а вектор ( \mathbf{n} ) в противоположную. Это можно выразить через их скалярные произведения и коэффициенты.
Более формально, векторы ( \mathbf{m} ) и ( \mathbf{n} ) противоположно направлены, если существует отрицательное число ( k ), такое что:
[ \mathbf{n} = k \mathbf{m} ]
где ( k < 0 ).
Это выражение говорит нам о том, что вектор ( \mathbf{n} ) является масштабированной версией вектора ( \mathbf{m} ), но из-за отрицательного знака он направлен в противоположную сторону. Геометрически это означает, что если выложить векторы так, чтобы их начала совпадали, то они лягут на одну и ту же прямую, но их стрелки будут указывать в противоположные направления.
Для проверки противоположности направлений векторов также можно использовать скалярное произведение. Если скалярное произведение равно отрицательному произведению их длин, то векторы противоположно направлены:
[ \mathbf{m} \cdot \mathbf{n} = -|\mathbf{m}| |\mathbf{n}| ]
Таким образом, противоположно направленные векторы характеризуются как одинаковые по модулю и лежащие на одной линии, но имеющие противоположные направления.