Diagonalization Practice Quiz with a Step-by-Step Interactive Lesson
Use the question set below to practice diagonalization: recognizing when a matrix has an eigenbasis, reading and building \(A=PDP^{-1}\), matching eigenvectors in \(P\) with eigenvalues in \(D\), using distinct eigenvalues as a fast sufficient test, checking repeated eigenvalues through geometric multiplicity, spotting Jordan-block traps, computing powers as \(A^n=PD^nP^{-1}\), and using eigenvalues for trace, determinant, rank, invertibility, projections, nilpotent cases, and minimal-polynomial checks. If you want a refresher, open the lesson for mentally followable examples and checks.
How this diagonalization practice works
- 1. Take the practice set: answer eigenbasis, similarity, powers, repeated eigenvalue, and matrix invariant questions below.
- 2. Open the lesson: review what \(A=PDP^{-1}\) means, how to test for enough eigenvectors, and how to use the diagonal form.
- 3. Retry: return to the question set and ask whether the matrix has a full basis of eigenvectors.
What you will learn in the diagonalization lesson
Meaning of \(A=PDP^{-1}\)
- Diagonalizable: there is a basis made of eigenvectors
- \(P\): columns are eigenvectors in the chosen order
- \(D\): diagonal entries are the matching eigenvalues
Tests for diagonalizability
- In dimension \(n\), diagonalization needs \(n\) linearly independent eigenvectors
- Distinct eigenvalues guarantee independent eigenvectors
- Repeated eigenvalues require eigenspace dimensions, not just the characteristic polynomial
Constructing and using the form
- Build \(P\) from an eigenbasis and put matching eigenvalues on \(D\)
- Use \(A^n=PD^nP^{-1}\) because diagonal powers are entry-by-entry
- Trace, determinant, rank, and invertibility become quick diagonal checks
Structure and traps
- A nontrivial Jordan block has too few eigenvectors and is not diagonalizable
- A diagonalizable matrix with one eigenvalue \(\lambda\) is \(\lambda I\)
- The field matters: some real matrices diagonalize only after allowing complex eigenvectors
Practice set
Diagonaliseerbaarheid 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 matrix \(A\) is diagonaliseerbaar als hij:
Correct answer: A. Een basis van eigenvectoren
Explanation: Diagonaliseerbaarheid betekent dat er een basis is die bestaat uit eigenvectoren.
Als een \(2\times2\)-matrix twee verschillende reële eigenwaarden heeft, is hij dan diagonaliseerbaar over \(\mathbb{R}\)?
Correct answer: D. Ja
Explanation: Eigenvectoren bij verschillende eigenwaarden zijn lineair onafhankelijk.
De matrix \(\begin{pmatrix}1&0\\0&2\end{pmatrix}\) is:
Correct answer: B. Diagonaliseerbaar
Explanation: Hij is al diagonaal, dus hij is diagonaliseerbaar.
Wat is de diagonale matrix die gelijkvormig is aan \(\begin{pmatrix}1&0\\0&2\end{pmatrix}\) met behulp van de standaard eigenbasis?
Correct answer: B. \(\begin{pmatrix}1&0\\0&2\end{pmatrix}\)
Explanation: Met de standaardbasis is de matrix al diagonaal.
Is \(\begin{pmatrix}1&1\\0&1\end{pmatrix}\) diagonaliseerbaar?
Correct answer: A. Nee
Explanation: Hij heeft slechts één eigenrichtingsvector voor de dubbele eigenwaarde \(1\).
Als \(A=PDP^{-1}\), wat zijn de diagonaalelementen van \(D\)?
Correct answer: C. De eigenwaarden van \(A\)
Explanation: Bij een diagonaliseerproces bevat \(D\) de eigenwaarden van \(A\).
In \(A=PDP^{-1}\), wat bevatten de kolommen van \(P\) gewoonlijk?
Correct answer: B. Eigenvectoren van \(A\)
Explanation: De kolommen van \(P\) zijn eigenvectoren die overeenkomen met de diagonaalelementen van \(D\).
Waarom is diagonaliseerbaarheid nuttig voor het berekenen van \(A^n\)?
Correct answer: C. Omdat \(D^n\) gemakkelijk te berekenen is
Explanation: Als \(A=PDP^{-1}\), dan geldt \(A^n=PD^nP^{-1}\), en machten van diagonale matrices zijn eenvoudig.
Als een \(3\times3\)-matrix drie verschillende eigenwaarden heeft, wat volgt daaruit?
Correct answer: C. Hij is diagonaliseerbaar
Explanation: Drie verschillende eigenwaarden geven drie lineair onafhankelijke eigenvectoren.
Als een matrix diagonaliseerbaar is, moet hij dan diagonaal zijn in de oorspronkelijke basis?
Correct answer: C. Nee
Explanation: Nee. Diagonaliseerbaar betekent diagonaal in een of andere eigenbasis, niet noodzakelijk in de huidige basis.
Result
Your score: 0 / 10
Review your result below.

