Cuestionario de práctica de forma de Jordan y vectores propios generalizados con una lección interactiva paso a paso
Usa el cuestionario más abajo en la página para practicar forma de Jordan y vectores propios generalizados: bloques de Jordan \(J_k(\lambda)\), partes nilpotentes, vectores propios ordinarios y generalizados, cadenas de Jordan, multiplicidad algebraica frente a geométrica, espacios propios generalizados \(\ker((A-\lambda I)^k)\), exponentes del polinomio mínimo, criterios de diagonalizabilidad, índice de nilpotencia, traza, determinante y cuestiones sobre el cuerpo de base. Abre la lección para ver ejemplos resueltos compactos y comprobaciones rápidas.
Cómo funciona esta práctica de forma de Jordan
- 1. Haz la serie de práctica: responde preguntas sobre bloques, cadenas, núcleos, polinomios mínimos, potencias nilpotentes y diagonalizabilidad.
- 2. Abre la lección: repasa las definiciones, pruebas de reconocimiento, ejemplos resueltos y comprobaciones de respuesta única.
- 3. Vuelve a intentarlo: regresa al cuestionario y decide primero si el problema pide un tamaño de bloque, una relación de cadena, una multiplicidad o un exponente de polinomio.
Lo que aprenderás en la lección de forma de Jordan y vectores propios generalizados
Bloques de Jordan
- Forma del bloque: \(J_k(\lambda)\) tiene \(\lambda\) en la diagonal y \(1\) en la superdiagonal
- Parte nilpotente: \(J_k(\lambda)-\lambda I\) se anula en la potencia \(k\)
- Forma diagonal: todos los bloques tienen tamaño \(1\)
Vectores propios generalizados
- Generalizado: \((A-\lambda I)^k v=0\) para algún \(k\ge1\)
- Cadena: \((A-\lambda I)v_1=0\) y \((A-\lambda I)v_i=v_{i-1}\)
- Rango: si \(Nv≠0\) pero \(N^2v=0\), el vector se ubica por encima de un vector propio
Multiplicidades y núcleos
- Multiplicidad algebraica: tamaño total de todos los bloques de \(\lambda\)
- Multiplicidad geométrica: número de bloques de \(\lambda\)
- Núcleos: \(\dim\ker(A-\lambda I)\) cuenta direcciones de vectores propios
Polinomio mínimo y errores comunes
- Bloque más grande: exponente de \(X-\lambda\) en \(m_A(X)\)
- Diagonalizable: la multiplicidad geométrica es igual a la multiplicidad algebraica para cada valor propio
- Campo: la forma de Jordan completa está garantizada sobre un campo algebraicamente cerrado como \(\mathbb{C}\)
Serie de práctica
Preguntas de práctica de Jordan Form & Generalized Eigenvectors con puntuación instantánea
Responde las 10 preguntas de abajo y recibe tu puntuación final con una revisión de errores para saber exactamente qué mejorar.
Un vector propio generalizado para el valor propio \(\lambda\) satisface:
Respuesta correcta: D. \((A-\lambda I)^k v=0\) para algún \(k\ge1\)
Explicación: Los vectores propios generalizados son anulados por alguna potencia de \(A-\lambda I\).
Un bloque de Jordan para el valor propio \(\lambda\) tiene \(\lambda\) en la diagonal y, normalmente, ¿qué por encima de ella?
Respuesta correcta: B. Unos
Explicación: Un bloque de Jordan tiene unos en la superdiagonal.
Una matriz es diagonalizable exactamente cuando todos sus bloques de Jordan tienen tamaño:
Respuesta correcta: A. \(1\)
Explicación: Las matrices diagonales son formas de Jordan con solo bloques \(1\times1\).
Para \(J=\begin{pmatrix}\lambda&1\\0&\lambda\end{pmatrix}\), ¿cuál es su único valor propio?
Respuesta correcta: C. \(\lambda\)
Explicación: Las entradas diagonales de este bloque de Jordan son ambas \(\lambda\).
Para \(J=\begin{pmatrix}2&1\\0&2\end{pmatrix}\), ¿es \(J\) diagonalizable?
Respuesta correcta: B. No
Explicación: Este es un bloque de Jordan no trivial de tamaño \(2\), por lo que no es diagonalizable.
El tamaño del bloque de Jordan más grande para \(\lambda\) es el exponente de \((X-\lambda)\) en:
Respuesta correcta: B. El polinomio mínimo
Explicación: El polinomio mínimo registra el tamaño del bloque de Jordan más grande para cada valor propio.
Si \((A-\lambda I)v=0\), entonces \(v\) es:
Respuesta correcta: D. Un vector propio si \(v\ne0\)
Explicación: Esta es la ecuación usual del vector propio.
Si \((A-\lambda I)^2v=0\) pero \((A-\lambda I)v\ne0\), entonces \(v\) es:
Respuesta correcta: C. Un vector propio generalizado
Explicación: Es un vector propio generalizado de rango \(2\), no un vector propio ordinario.
La traza de una matriz de Jordan es:
Respuesta correcta: C. La suma de sus valores propios diagonales
Explicación: La traza es la suma de las entradas diagonales, es decir, los valores propios contados con multiplicidad algebraica.
¿Qué valor propio tiene un bloque de Jordan nilpotente?
Respuesta correcta: A. \(0\)
Explicación: Las matrices nilpotentes tienen solo el valor propio \(0\).
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