Der Lichtstrahl trifft senkrecht auf den Spiegel. Die Reflexion bewirkt also lediglich, dass die Richtung umgekehrt wird. Rechnerisch passiert das, indem man den Gegenvektor bestimmt (d.h. es werden die Vorzeichen aller Komponenten geändert).
Die Länge des Vektors spielt dabei keine Rolle. Man hätte also auch \(\vec{a_r} = \begin{pmatrix}0\\-1\\0\end{pmatrix}\) als Lösung angeben können, weil dieser Vektor in die gleiche Richtung zeigt, wie der Vektor \(\begin{pmatrix}0\\-4\\0\end{pmatrix}\).