>>688
R係数でいいならR係数直交行列はユニタリ行列でもあるから固有値の絶対値は１。
一方実係数３次行列は実の固有値もつ。
よってAは±1のいずれかを固有値としてもつ。
-1が固有値のときは-1の固有ベクトルの直交補空間をAは保存するが、そこでの作用も直交変換で行列式は-1。
よってその固有値はやはり実数(∵固有多項式の定数項が-1)かつ絶対値１となり固有値は±1。
1の固有ベクトルvの直交補空間をAは保存するが、そこでの作用も直交変換で行列式は1。
このときP^-1v = (1,0,0)^tとなるPをとれば条件をみたす。