In der linearen Algebra ist eine nilpotente Matrix eine quadratische Matrix, bei der eine ihrer Potenzen die Nullmatrix ergibt. Beim nilpotenten Endomorphismus ist eine Potenz die Nullabbildung.
Eine quadratische Matrix bezeichnet man als nilpotent, wenn eine ihrer Potenzen die Nullmatrix ergibt:
Entsprechend bezeichnet man einen Vektorraum-Endomorphismus als nilpotent, wenn es eine Zahl gibt, sodass die Nullabbildung ist. Die kleinste natürliche Zahl , welche dieses Kriterium erfüllt, bezeichnet man als Nilpotenzgrad oder Nilpotenzindex. Zwischen nilpotenten Matrizen und nilpotenten Endomorphismen gibt es folgenden Zusammenhang: Zu jeder nilpotenten Matrix ist die Linksmultiplikation dieser Matrix an Spaltenvektoren ein nilpotenter Endomorphismus. Umgekehrt ist jede Darstellungsmatrix eines nilpotenten Endomorphismus nilpotent.
Für eine quadratische Matrix mit Zeilen und Spalten sind folgende Aussagen äquivalent:
Ein Beispiel für eine nilpotente Matrix mit Nilpotenzgrad 2 ist die Matrix
weil
Ein Beispiel für eine nilpotente Matrix mit Nilpotenzgrad 4 ist die Matrix
weil
Jede -Dreiecksmatrix, deren Hauptdiagonale nur Elemente gleich 0 enthält, ist nilpotent.
Wenn eine Matrix nilpotent mit Nilpotenzgrad ist, dann …
Da eine nilpotente Matrix ein Spezialfall eines nilpotenten Elements eines Ringes ist, gelten die im Artikel „Nilpotentes Element“ getroffenen allgemeinen Aussagen auch hier.
Jeder Endomorphismus eines endlichdimensionalen Vektorraums über einem algebraisch abgeschlossenen Körper lässt sich eindeutig als Summe eines diagonalisierbaren und eines nilpotenten Endomorphismus schreiben. Diese Zerlegung wird als Jordan-Chevalley-Zerlegung bezeichnet und ist im Wesentlichen eine Folge der Existenz der Jordanschen Normalform.