Henrylee писал(а):
"Ниасилил, слишком многа букф". Будьте проще, вот это
bubu gaga писал(а):
сразу следует из этого

Вобщем, кроме арифметики и линейности скалярного произведения ничего и не нужно.
И заметьте, это все выводится из Ваших же первых двух равенств (с нормами). Поэтому ни о каких направлениях векторов речи уже нет. только голые равенства. ну а можно было и сразу приравнять

как вектора и не париться с этими нормами и скалярными произведениями. Тут уже заданы и сонаправленность, и равенство норм.
Ну я бы предложил бы всё же быть, с одной стороны, ещё проще -- а с другой, занудливее, но сознательнее.
С одной стороны. Понятие однонаправленности не требует само по себе никаких углов (и, соотв., никаких скалярных произведений). Оно вполне естественным образом интерпретируется геометрически как пропорциональность, в данном случае:

. Ну теперь из однородности нормы моментально следует

, т.е.

; один знак отвечает исходной точке, другой -- противоположной, и других вариантов нет.
А с другой. Допустим, что мы всё же определяем однонаправленность как равенство угла нулю или пи, т.е. равенство косинуса этого угла плюс-минус единице. Тогда ситуация сложнее. Тогда всё сводится к следующему утверждению: неравенство Коши-Буняковского

превращается в равенство тогда и только тогда, когда сомножители пропорциональны. А это -- вовсе не тривиально. Т.е. банальным образом из аксиом это не следует. (И, в частности, Ваше замечательное

-- заранее тоже не очевидно.)
Ну т.е. конечно, этот факт выявляется моментально при попытке доказательства самого неравенства, стоит только обратить на него внимание. Но вот как раз при изложении гильбертовой/евклидовой теории на этот нюанс довольно часто внимания и не обращают.