接下来,我们来解释为什么0是3重特征值:
1. 特征值与零空间的维度关系:一个方阵A的特征值λ对应的特征向量满足方程Ax=λx。如果λ=0,那么这个方程变为Ax=0。因此,特征值0与零空间的维度有关。
2. 特征值的代数重数:一个特征值λ的代数重数是它在方阵的行列式中的出现次数。对于4阶方阵,其行列式是所有特征值的乘积。
3. 几何重数与代数重数的关系:特征值的几何重数是特征向量空间的维度,即解方程Ax=λx的线性无关解的个数。对于特征值0,几何重数等于零空间的维度。
由于这个4阶方阵的秩为1,零空间的维度至少为3,这意味着0的几何重数至少为3。由于方阵的行列式等于特征值的乘积,且行列式的值为0(因为至少有一个特征值是0),这意味着0的代数重数至少也是3。
因此,我们可以得出结论,0是这个4阶方阵的3重特征值。这意味着这个方阵有三个线性无关的特征向量对应于特征值0,这也就是为什么0是3重特征值的原因。