Jordan Form & Generalized Eigenvectors Practice Quiz with a Step-by-Step Interactive Lesson
Use the question set below to practice Jordan form and generalized eigenvectors: Jordan blocks \(J_k(\lambda)\), nilpotent parts, ordinary and generalized eigenvectors, Jordan chains, algebraic versus geometric multiplicity, generalized eigenspaces \(\ker((A-\lambda I)^k)\), minimal polynomial exponents, diagonalizability criteria, nilpotency index, trace, determinant, and field issues. Open the lesson for compact worked examples and quick checks.
How this Jordan form practice works
- 1. Take the practice set: answer questions about blocks, chains, kernels, minimal polynomials, nilpotent powers, and diagonalizability.
- 2. Open the lesson: review the definitions, recognition tests, worked examples, and single-answer checks.
- 3. Retry: return to the question set and first decide whether the problem asks for a block size, a chain relation, a multiplicity, or a polynomial exponent.
What you will learn in the Jordan form and generalized eigenvectors lesson
Jordan blocks
- Block shape: \(J_k(\lambda)\) has \(\lambda\) on the diagonal and \(1\) on the superdiagonal
- Nilpotent part: \(J_k(\lambda)-\lambda I\) dies at power \(k\)
- Diagonal form: all blocks have size \(1\)
Generalized eigenvectors
- Generalized: \((A-\lambda I)^k v=0\) for some \(k\ge1\)
- Chain: \((A-\lambda I)v_1=0\) and \((A-\lambda I)v_i=v_{i-1}\)
- Rank: if \(Nv≠0\) but \(N^2v=0\), the vector sits above an eigenvector
Multiplicities and kernels
- Algebraic multiplicity: total size of all \(\lambda\)-blocks
- Geometric multiplicity: number of \(\lambda\)-blocks
- Kernels: \(\dim\ker(A-\lambda I)\) counts eigenvector directions
Minimal polynomial and traps
- Largest block: exponent of \(X-\lambda\) in \(m_A(X)\)
- Diagonalizable: geometric multiplicity equals algebraic multiplicity for every eigenvalue
- Field: full Jordan form is guaranteed over an algebraically closed field such as \(\mathbb{C}\)
Practice set
Postać Jordana i uogólnione wektory własne 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.
Uogólniony wektor własny dla wartości własnej \(\lambda\) spełnia:
Correct answer: D. \((A-\lambda I)^k v=0\) dla pewnego \(k\ge1\)
Explanation: Uogólnione wektory własne są zerowane przez pewną potęgę \(A-\lambda I\).
Blok Jordana dla wartości własnej \(\lambda\) ma \(\lambda\) na przekątnej i zwykle co nad nią?
Correct answer: B. Jedynki
Explanation: Blok Jordana ma jedynki na nadprzekątnej.
Macierz jest diagonalizowalna wtedy i tylko wtedy, gdy wszystkie bloki Jordana mają rozmiar:
Correct answer: A. \(1\)
Explanation: Macierze diagonalne są postaciami Jordana z samymi blokami \(1\times1\).
Dla \(J=\begin{pmatrix}\lambda&1\\0&\lambda\end{pmatrix}\), jaka jest jego jedyna wartość własna?
Correct answer: C. \(\lambda\)
Explanation: Elementy diagonalne tego bloku Jordana to oba \(\lambda\).
Dla \(J=\begin{pmatrix}2&1\\0&2\end{pmatrix}\), czy \(J\) jest diagonalizowalna?
Correct answer: B. Nie
Explanation: To nie jest trywialny blok Jordana rozmiaru \(2\), więc macierz nie jest diagonalizowalna.
Rozmiar największego bloku Jordana dla \(\lambda\) jest wykładnikiem \((X-\lambda)\) w:
Correct answer: B. Wielomian minimalny
Explanation: Wielomian minimalny zapisuje rozmiar największego bloku Jordana dla każdej wartości własnej.
Jeśli \((A-\lambda I)v=0\), to \(v\) jest:
Correct answer: D. Wektorem własnym, jeśli \(v\ne0\)
Explanation: To jest zwykłe równanie wektora własnego.
Jeśli \((A-\lambda I)^2v=0\), ale \((A-\lambda I)v\ne0\), to \(v\) jest:
Correct answer: C. Uogólnionym wektorem własnym
Explanation: Jest to uogólniony wektor własny rzędu \(2\), a nie zwykły wektor własny.
Ślad macierzy Jordana jest:
Correct answer: C. Suma jej wartości własnych na przekątnej
Explanation: Ślad jest sumą elementów na przekątnej, czyli wartości własnych liczonych z krotnością algebraiczną.
Jaką wartość własną ma nilpotentny blok Jordana?
Correct answer: A. \(0\)
Explanation: Macierze nilpotentne mają jedyną wartość własną \(0\).
Result
Your score: 0 / 10
Review your result below.

