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
Diagonaliserbarhet 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.
En matris \(A\) är diagonaliserbar när den har:
Correct answer: A. En bas av egenvektorer
Explanation: Diagonaliserbarhet betyder att det finns en bas som består av egenvektorer.
Om en \(2\times2\)-matris har två olika reella egenvärden, är den diagonaliserbar över \(\mathbb{R}\)?
Correct answer: D. Ja
Explanation: Egenvektorer till olika egenvärden är linjärt oberoende.
Matrisen \(\begin{pmatrix}1&0\\0&2\end{pmatrix}\) är:
Correct answer: B. Diagonaliserbar
Explanation: Den är redan diagonal, så den är diagonaliserbar.
Vad är den diagonala matris som är likformig med \(\begin{pmatrix}1&0\\0&2\end{pmatrix}\) med hjälp av standardegenbasen?
Correct answer: B. \(\begin{pmatrix}1&0\\0&2\end{pmatrix}\)
Explanation: Med standardbasen är matrisen redan diagonal.
Är \(\begin{pmatrix}1&1\\0&1\end{pmatrix}\) diagonaliserbar?
Correct answer: A. Nej
Explanation: Den har bara en egenrumsriktning för det upprepade egenvärdet \(1\).
Om \(A=PDP^{-1}\), vad är diagonalposterna i \(D\)?
Correct answer: C. Egenvärdena till \(A\)
Explanation: I en diagonaliseringsmatris lagrar \(D\) egenvärdena till \(A\).
I \(A=PDP^{-1}\), vad innehåller kolonnerna i \(P\) vanligtvis?
Correct answer: B. Egenvektorer till \(A\)
Explanation: Kolonnerna i \(P\) är egenvektorer som motsvarar diagonalposterna i \(D\).
Varför är diagonaliserbarhet användbar för att beräkna \(A^n\)?
Correct answer: C. För att \(D^n\) är lätt att beräkna
Explanation: Om \(A=PDP^{-1}\), så är \(A^n=PD^nP^{-1}\), och potenser av diagonala matriser är enkla.
Om en \(3\times3\)-matris har tre olika egenvärden, vad följer då?
Correct answer: C. Den är diagonaliserbar
Explanation: Tre olika egenvärden ger tre linjärt oberoende egenvektorer.
Om en matris är diagonaliserbar, måste den då vara diagonal i den ursprungliga basen?
Correct answer: C. Nej
Explanation: Nej. Diagonaliserbar betyder diagonal i någon egenbas, inte nödvändigtvis i den nuvarande basen.
Result
Your score: 0 / 10
Review your result below.

