Trong không gian Oxyz cho một vecto a tùy ý khác vecto 0. Gọi
Giải thích
Gọi a0→ là vecto đơn vị cùng hướng với vecto a→
ta có 
Gọi OA0→ = a0→ và các điểm A1, A2, A3 theo thứ tự là hình chiếu vuông góc của điểm A0 trên các trục Ox, Oy, Oz.
Khi đó ta có:
Vì
Ta có:
ta suy ra:
hay
Vì OA0→ = a0→ mà |a0→| = 1 nên ta có: cos2α+cos2β+cos2γ=1