方法一:相似于对角阵当且仅当最小多项式无重根。现在A^m=0,所以A有化零多项式f(x)=x^m。最小多项式p(x)整除化零多项式x^m,所以存在n<=m,p(x)=x^n。若此多项式无重根,则必有n=1,p(x)=x,从而0=p(A)=A,矛盾。
方法二:设A相似于对角阵,则存在可逆矩阵P使得A=P*diag{a1,a2,...,an}*P^(-1)。此时A^m=P*diag{a1^m,a2^m,...,an^m}*P^(-1)。由A^m=0得a1^m=a2^m=...=an^m=0,所以a1=a2=...=an=0,即A=0,矛盾。
反证。。。如果A相似于对角阵,则A^m不可能等于0....