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Ich bin gerade verwirrt und weiß nicht genau wie der richtige Ansatz/Weg ist um diese Aufgabe zu lösen.

Hat da vielleicht jemand einen Tipp?

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Hier wurde schon was ähnliches gerechnet:

https://www.mathelounge.de/853701/ware-a-hier-diagonalisierbar

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Ja, die Hauptvektorsuche ist aweng tricky.

In Ergänzung zum Link

Man findet die HV 1. Stufe zu -1

\(\small HVKandidaten1u \, :=  \, \left(\begin{array}{rrr}1&0&0\\0&1&0\\0&0&-1\\0&0&1\\\end{array}\right)\)

und

\(\small HV1u \, :=  \, \left(\begin{array}{rrr}0&0&0\\-5&-2&2\\5&2&-2\\-5&-2&2\\\end{array}\right)\)

2 HV aus der entsprechenden Spalte (sagen wir 2.te Spalte) plus ein EV zu -1 und ein EV zu 2, das gibt die Basismatrix

\(\small T \, :=  \, \left(\begin{array}{rrrr}-1&0&0&\frac{-2}{5}\\1&-2&1&1\\1&2&0&0\\0&-2&0&0\\\end{array}\right)\)

mit

\(\small D \, :=  \, T^{-1} \; A \; T \, =  \, \left(\begin{array}{rrrr}2&0&0&0\\0&-1&1&0\\0&0&-1&0\\0&0&0&-1\\\end{array}\right)\)

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