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
Practice set
Bilineaire vormen en kwadratische vormen practice questions with instant score
Answer all 10 questions below, then get your final score and a mistake review at the end so you know exactly what to improve.
Een bilineaire vorm is lineair in:
Correct answer: C. Elk argument afzonderlijk
Explanation: Bilineair betekent lineair in elk argument afzonderlijk.
De kwadratische vorm die hoort bij een symmetrische bilineaire vorm \(B\) is:
Correct answer: B. \(q(x)=B(x,x)\)
Explanation: Een kwadratische vorm wordt verkregen door de bilineaire vorm twee keer op dezelfde vector te evalueren.
Welke kwadratische vorm is positief definiet op \(\mathbb{R}^2\)?
Correct answer: A. \(x^2+y^2\)
Explanation: \(x^2+y^2\) is positief voor elke niet-nulvector.
Wat is het tekenkarakter van \(q(x,y)=x^2-y^2\)?
Correct answer: B. Indefiniet
Explanation: Het neemt positieve waarden, negatieve waarden en nulwaarden aan.
De matrix van een reële symmetrische bilineaire vorm is:
Correct answer: D. Symmetrisch
Explanation: Symmetrie van de vorm komt overeen met symmetrie van de matrix.
Voor \(q(x,y)=2xy\), wat is \(q(1,1)\)?
Correct answer: D. \(2\)
Explanation: Vervang \(x=1\) en \(y=1\): \(2xy=2\).
Welke waarde heeft een positief definiete kwadratische vorm bij elke niet-nulvector?
Correct answer: C. Een positieve waarde
Explanation: Positief definiet betekent strikt positief weg van nul.
De kwadratische vorm \(q(x,y)=-x^2-y^2\) is:
Correct answer: A. Negatief definiet
Explanation: Ze is strikt negatief voor elke niet-nulvector.
Welke stelling wordt gebruikt om een reële symmetrische kwadratische vorm te diagonalizeren?
Correct answer: B. De spectraalstelling
Explanation: De spectraalstelling diagonaliseert de symmetrische matrix van de vorm.
Als \(q(x,y)=3x^2+2y^2\), wat is dan het tekenkarakter?
Correct answer: A. Positief definiet
Explanation: Beide coëfficiënten zijn positief, dus elke niet-nulvector geeft een positieve waarde.
Result
Your score: 0 / 10
Review your result below.

