Bilinear Forms & Quadratic Forms Practice Quiz with a Step-by-Step Interactive Lesson
Use the question set below to practice bilinear forms and quadratic forms: linearity in each argument, matrix representations \(B(x,y)=x^TAy\), symmetric and skew-symmetric forms, \(q(x)=B(x,x)\), mixed-term coefficients in \(x^TAx\), positive definite, negative definite, semidefinite, and indefinite forms, Sylvester criterion for small symmetric matrices, orthogonal diagonalization, rank, signature, congruence, Sylvester law of inertia, polarization, and norms from positive definite forms. Open the lesson for concise worked examples and quick checks.
How this bilinear and quadratic forms practice works
- 1. Take the practice set: answer questions about bilinear forms, matrices, sign type, signatures, and polarization.
- 2. Open the lesson: review definitions, recognition tests, worked examples, and single-answer checks.
- 3. Retry: return to the question set and first decide whether the question asks for bilinearity, a symmetric matrix, sign type, criterion, or invariant.
What you will learn in the bilinear forms and quadratic forms lesson
Bilinear forms
- Bilinear: linear in each argument separately
- Matrix form: \(B(x,y)=x^TAy\) after choosing a basis
- Symmetric: \(B(x,y)=B(y,x)\), equivalent to \(A^T=A\) in real coordinates
Quadratic forms
- Associated form: \(q(x)=B(x,x)\) for symmetric \(B\)
- Mixed terms: in \(x^TAx\), the \(xy\) coefficient is \(a_{12}+a_{21}\)
- Standard matrix: use the symmetric matrix with half of each mixed coefficient off the diagonal
Definiteness tests
- Positive definite: \(q(x)>0\) for every nonzero \(x\)
- Semidefinite: one sign is allowed, but nonzero vectors may have value \(0\)
- Indefinite: the form takes both positive and negative values
Diagonal form and inertia
- Real symmetric forms can be orthogonally diagonalized as \(x^TAx=\sum_i \lambda_i y_i^2\)
- Signature: the pair \((n_+,n_-)\) counts positive and negative square coefficients
- Under nonsingular congruence \(A\mapsto P^TAP\), the signature is preserved
Set latihan
Soal latihan Bentuk bilinear & bentuk kuadratik dengan skor langsung
Jawab semua 10 soal di bawah ini, lalu lihat skor akhir dan tinjauan kesalahan agar kamu tahu persis apa yang perlu diperbaiki.
Suatu bentuk bilinear bersifat linear pada:
Jawaban benar: C. Masing-masing argumen secara terpisah
Penjelasan: Bilinear berarti linear pada masing-masing argumen secara terpisah.
Bentuk kuadrat yang terkait dengan bentuk bilinear simetris \(B\) adalah:
Jawaban benar: B. \(q(x)=B(x,x)\)
Penjelasan: Bentuk kuadrat diperoleh dengan mengevaluasi bentuk bilinear dua kali pada vektor yang sama.
Bentuk kuadrat mana yang definit positif pada \(\mathbb{R}^2\)?
Jawaban benar: A. \(x^2+y^2\)
Penjelasan: \(x^2+y^2\) bernilai positif untuk setiap vektor tak nol.
Apa jenis tanda dari \(q(x,y)=x^2-y^2\)?
Jawaban benar: B. Tak tentu
Penjelasan: Bentuk ini mengambil nilai positif, nilai negatif, dan nilai nol.
Matriks dari bentuk bilinear simetris real adalah:
Jawaban benar: D. Simetris
Penjelasan: Kesimetrisan bentuk bersesuaian dengan kesimetrisan matriksnya.
Untuk \(q(x,y)=2xy\), berapakah \(q(1,1)\)?
Jawaban benar: D. \(2\)
Penjelasan: Substitusikan \(x=1\) dan \(y=1\): \(2xy=2\).
Bentuk kuadrat definit positif memiliki nilai apa pada setiap vektor tak nol?
Jawaban benar: C. Nilai positif
Penjelasan: Definit positif berarti positif ketat di luar nol.
Bentuk kuadrat \(q(x,y)=-x^2-y^2\) adalah:
Jawaban benar: A. Definit negatif
Penjelasan: Bentuk ini bernilai negatif tegas untuk setiap vektor tak nol.
Mendiagonalkan bentuk kuadrat simetris real menggunakan teorema apa?
Jawaban benar: B. Teorema spektral
Penjelasan: Teorema spektral mendiagonalkan matriks simetris dari bentuk tersebut.
Jika \(q(x,y)=3x^2+2y^2\), apa jenis tandanya?
Jawaban benar: A. Definit positif
Penjelasan: Kedua koefisien positif, sehingga setiap vektor tak nol memberi nilai positif.
Hasil
Skormu: 0 / 10
Tinjau hasilmu di bawah ini.

