【正确答案】(Ⅰ) 假设α1,α2,α3线性相关,则α3可由α1,α2线性表出,可设α3=k1α1+k2α2,其中k1,k2不全为0,则由等式Aα3=α2+α3得到α2=0,不符合题设.
因为α1,α2为矩阵A的分别属于特征值-1,1的特征向量,所以α1,α2相互独立,且有
Aα1=-α1,Aα2=α2,
则Aα3=A(k1α1+k2α2)=-k1α1+k2α2=α2+k1α1+k2α2.
又α1,α2相互独立,等式中α1,α2的对应系数相等,即[*]显然此方程组无解,
故假设不成立,从而可知α1,α2,α3线性无关.
(Ⅱ) 因为α1,α2,α3线性无关,所以矩阵P=(α1,α2,α3)可逆.由于
AP=A(α1,α2,α3)=(-α1,α2,α2+α3)
[*]
等式两边同时左乘矩阵P的逆矩阵P-1,可得
[*]
【答案解析】[解析] 向量的线性相关性和矩阵的特征值与特征向量.