(1)证明方程组系数矩阵 的秩 .

(2)求 的值及方程组的通解.

(21)(本题满分9分)

设3阶实对称矩阵 的各行元素之和均为3,向量 是线性方程组 的两个解.

(1)求 的特征值与特征向量.

(2)求正交矩阵 和对角矩阵 ,使得 .