對角化 練習題與逐步課程
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練習題組
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第 1 題
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當矩陣 \(A\) 具有以下性質時,它是可對角化的:
正確答案: A. 一組特徵向量組成的基底
解說: 對角化表示存在一組由特徵向量組成的基底。
第 2 題
尚未作答
如果一個 \(2\times2\) 矩陣有兩個相異的實特徵值,那麼它在 \(\mathbb{R}\) 上可對角化嗎?
正確答案: D. 是
解說: 相異特徵值所對應的特徵向量彼此線性獨立。
第 3 題
尚未作答
矩陣 \(\begin{pmatrix}1&0\\0&2\end{pmatrix}\) 是:
正確答案: B. 可對角化
解說: 它本來就是對角矩陣,因此可對角化。
第 4 題
尚未作答
使用標準特徵基底時,與 \(\begin{pmatrix}1&0\\0&2\end{pmatrix}\) 相似的對角矩陣是什麼?
正確答案: B. \(\begin{pmatrix}1&0\\0&2\end{pmatrix}\)
解說: 在標準基底下,這個矩陣本身就是對角矩陣。
第 5 題
尚未作答
\(\begin{pmatrix}1&1\\0&1\end{pmatrix}\) 可對角化嗎?
正確答案: A. 否
解說: 對於重根特徵值 \(1\),它只有一個特徵子空間方向。
第 6 題
尚未作答
如果 \(A=PDP^{-1}\),那麼 \(D\) 的對角元素是什麼?
正確答案: C. \(A\) 的特徵值
解說: 在對角化中,\(D\) 儲存 \(A\) 的特徵值。
第 7 題
尚未作答
在 \(A=PDP^{-1}\) 中,\(P\) 的各欄通常包含什麼?
正確答案: B. \(A\) 的特徵向量
解說: \(P\) 的各欄是與 \(D\) 的對角元素相對應的特徵向量。
第 8 題
尚未作答
為什麼對角化對計算 \(A^n\) 很有用?
正確答案: C. 因為 \(D^n\) 很容易計算
解說: 如果 \(A=PDP^{-1}\),那麼 \(A^n=PD^nP^{-1}\),而對角矩陣的次方很容易計算。
第 9 題
尚未作答
如果一個 \(3\times3\) 矩陣有三個相異的特徵值,會得到什麼結果?
正確答案: C. 它可對角化
解說: 三個相異特徵值會給出三個線性獨立的特徵向量。
第 10 題
尚未作答
如果一個矩陣可對角化,它是否一定在原始基底下就是對角矩陣?
正確答案: C. 否
解說: 不是。可對角化表示在某個特徵基底下是對角矩陣,不一定是在目前的基底下。
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