Набор практики
Тренировочный квиз по теме Форма Жордана и обобщенные собственные векторы с мгновенным результатом
Ответьте на все 10 вопросов ниже, затем получите итоговый результат и разбор ошибок, чтобы точно понять, что улучшить.
Какое собственное значение имеет нильпотентный жорданов блок?
Правильный ответ: A. \(0\)
Объяснение: У нильпотентных матриц единственное собственное значение равно \(0\).
Для одного собственного значения \(\lambda\) его геометрическая кратность равна:
Правильный ответ: A. Числу жордановых блоков для \(\lambda\)
Объяснение: Каждый жорданов блок даёт один независимый собственный вектор.
След жорданова блока размера \(3\) с собственным значением \(\lambda\) равен:
Правильный ответ: B. \(3\lambda\)
Объяснение: На диагонали стоят три копии \(\lambda\).
Два жордановых блока размеров \(2\) и \(1\) для одного и того же \(\lambda\) дают геометрическую кратность:
Правильный ответ: B. \(2\)
Объяснение: Каждый жорданов блок даёт один собственный вектор.
Обобщённое собственное подпространство для \(\lambda\) в итоге равно:
Правильный ответ: A. \(\ker((A-\lambda I)^k)\) для достаточно больших \(k\)
Объяснение: Для достаточно больших степеней ядра стабилизируются в обобщённое собственное подпространство.
Для \(J=\begin{pmatrix}2&1\\0&2\end{pmatrix}\), чему равна \(\dim\ker(J-2I)\)?
Правильный ответ: D. \(1\)
Объяснение: Нетривиальный жорданов блок имеет только одно направление собственного вектора.
Матрица диагонализируема тогда и только тогда, когда все жордановы блоки имеют размер:
Правильный ответ: A. \(1\)
Объяснение: Диагональные матрицы являются жордановыми формами только с блоками \(1\times1\).
Минимальный многочлен \(\lambda I\) равен:
Правильный ответ: B. \(X-\lambda\)
Объяснение: Скалярная матрица уже диагональна, поэтому нужен только один множитель.
Жорданов блок \(3\times3\) для \(\lambda\) имеет минимальный многочлен:
Правильный ответ: C. \((X-\lambda)^3\)
Объяснение: Показатель равен размеру блока.
Если нильпотентная матрица имеет блок размера \(4\), её индекс нильпотентности не меньше:
Правильный ответ: A. \(4\)
Объяснение: Наибольший блок определяет индекс нильпотентности.
Результат
Ваш результат: 0 / 10
Разберите свой результат ниже.
Практический тест по форме Жордана и обобщенным собственным векторам с пошаговым интерактивным уроком
Используйте вопросы ниже на странице, чтобы отработать форму Жордана и обобщенные собственные векторы: жордановы блоки \(J_k(\lambda)\), нильпотентные части, обычные и обобщенные собственные векторы, цепочки Жордана, алгебраическую и геометрическую кратность, обобщенные собственные подпространства \(\ker((A-\lambda I)^k)\), показатели в минимальном многочлене, критерии диагонализируемости, индекс нильпотентности, след, определитель и вопросы поля. Откройте урок, чтобы увидеть компактные разобранные примеры и быстрые проверки.
Как работает эта практика по форме Жордана
- 1. Выполните набор практики: отвечайте на вопросы о блоках, цепочках, ядрах, минимальных многочленах, нильпотентных степенях и диагонализируемости.
- 2. Откройте урок: повторите определения, проверки распознавания, разобранные примеры и задания с одним ответом.
- 3. Попробуйте снова: вернитесь к набору вопросов и сначала решите, спрашивает ли задача о размере блока, отношении в цепочке, кратности или показателе многочлена.
Что вы изучите в уроке по форме Жордана и обобщенным собственным векторам
Жордановы блоки
- Форма блока: \(J_k(\lambda)\) имеет \(\lambda\) на диагонали и \(1\) на наддиагонали
- Нильпотентная часть: \(J_k(\lambda)-\lambda I\) обращается в ноль в степени \(k\)
- Диагональная форма: все блоки имеют размер \(1\)
Обобщенные собственные векторы
- Обобщенный: \((A-\lambda I)^k v=0\) для некоторого \(k\ge1\)
- Цепочка: \((A-\lambda I)v_1=0\) и \((A-\lambda I)v_i=v_{i-1}\)
- Ранг: если \(Nv≠0\), но \(N^2v=0\), то вектор стоит на шаг выше собственного вектора в цепочке
Кратности и ядра
- Алгебраическая кратность: суммарный размер всех \(\lambda\)-блоков
- Геометрическая кратность: число \(\lambda\)-блоков
- Ядра: \(\dim\ker(A-\lambda I)\) считает направления собственных векторов
Минимальный многочлен и ошибки
- Самый большой блок: показатель \(X-\lambda\) в \(m_A(X)\)
- Диагонализируема: геометрическая кратность равна алгебраической кратности для каждого собственного значения
- Поле: полная форма Жордана гарантирована над алгебраически замкнутым полем, например \(\mathbb{C}\)

