【正确答案】
【答案解析】(Ⅰ)[解] 因已知Aξ1=2ξ1,Aξ2=2ξ2,故A(ξ1+ξ2)=Aξ1+Aξ2=2ξ1+2ξ2=2(ξ1+ξ2),故ξ1+ξ2仍是A对应于λ1=λ2=2的特征向量.
(Ⅱ)[解]ξ2+ξ3不是A的特征向量.假设是,设其对应的特征值为μ,则有
A(ξ2+ξ3)=μ(ξ2+ξ3),
得 2ξ2-2ξ3-μξ2-μξ3=(2-μ)ξ2-(2+μ)ξ3=0,
因2-μ和2+μ不同时为零,故ξ2,ξ3线性相关,这和不同特征值对应的特征向量线性无关矛盾,故ξ2+ξ3不是A的特征向量.
(Ⅲ)[证] 因A有特征值λ1=λ2=2,λ3=-2,故A2有特征值μ1=μ2=μ3=4.对应的特征向量仍是ξ1,ξ2,ξ3,且ξ1,ξ2,ξ3线性无关.故存在可逆矩阵P=(ξ1,ξ2,ξ3),使得
P-1A2P=4E,A2=P(4E)P-1=4E,
即证A2是数量阵.