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行列 $A = (1421)$ を対角化行列 $P = (2111)$ で対角化した時、どのような対角行列になるか。最も適切なものを以下の選択肢から選びなさい。

$(3003)$

$(3003)$

$(9009)$

$(9009)$

$P = (2111)$ より

$P^{-1} = \dfrac{1}{3} (1112)$

である。よって $P$ で対角化すると

$P1AP=13(1112)(1421)(2111)=13(1112)(6333)=13(9009)=(3003)$

となる。