【答案解析】证:设λ是A的特征值,由于A
2
=A,所以λ
2
=λ,且A有两个不同的特征值,从而A的特征值为0和1.
又因为A
2
=A,即A(A-E)=0,故r(A)+r(A-E)=n.事实上,因为A(A-E)=0,所以
r(A)+r(A-E)≤n.
另一方面,由于E-A与A-E的秩相同,则有
n=r(E)=r[(E-A)+A]≤r(A)+(E-A)=r(A)+r(A-E),
从而
r(A)+r(A-E)=n.
当λ=1时,因为r(A-E)=n-r(A)=n-s,从而齐次线性方程组(E-A)x=0的基础解系含有s个解向量,因此,A属于特征值1有s个线性无关特征向量,记为η
1
,η
2
,…,η
s
.
当λ=0时,因为r(A)=s,从而齐次线性方程组(0·E-A)x=0的基础解系含n-s个解向量.因此,A属于特征值0有n-s个线性无关的特征向量,记为η
s+1
,η
s+2
,…,η
n
.
于是η
1
,η
2
,…,η
n
是A的n个线性无关的特征向量,所以A可对角化,并且对角阵为
