设 2 阶实对称矩阵 $\boldsymbol{A}$ 的互异特征值为 $\lambda_1, \lambda_2, \boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_2$ 分别为属于 $\lambda_1, \lambda_2$ 的单位特征向量.
(1)求矩阵 $\boldsymbol{A}+\boldsymbol{\alpha}_1 \boldsymbol{\alpha}_1^{\mathrm{T}}$ 的特征值;
(2)求正交矩阵 $\boldsymbol{P}$ ,使得 $\boldsymbol{P}^{\mathrm{T}}\left(\boldsymbol{A}+\boldsymbol{\alpha}_1 \boldsymbol{\alpha}_1^{\mathrm{T}}\right) \boldsymbol{P}$ 为对角矩阵;
(3)若 $\lambda_1=1, \lambda_2=2$ ,求矩阵 $\boldsymbol{A}+\boldsymbol{\alpha}_1 \boldsymbol{\alpha}_1^{\mathrm{T}}$ .