使仅由 2x2 矩阵的 2 个参数组成的 4x4 矩阵的大小与 4x4 矩阵的大小相同

Question

从下图可以看出，两者都应该是 4x4 矩阵，但我想用 2x2 矩阵中的 2x2 矩阵来表示第一个矩阵，其中 J1 和 J2 是 2x2 矩阵，而 0 是 2x2 零矩阵。我想让大小看起来一样，因为这看起来有点丑。有人有想法吗？我也附上了代码。

\begin{multicols}{2}
\begin{enumerate}
    \item $\begin{Bmatrix}
    J_1 & 0 \\
    0 & J_2 
    \end{Bmatrix}$
    \item $\begin{Bmatrix}
        \lambda_0 & 1 & 0 & 0 \\
        0 & \lambda_0 & 1 & 0 \\
        0 & 0 & \lambda_0 & 0 \\
        0 & 0 & 0 & \lambda_1
        \end{Bmatrix}$ 
    \item $\begin{Bmatrix}
            \lambda_0 & 1 & 0 & 0 \\
            0 & \lambda_0 & 1 & 0 \\
            0 & 0 & \lambda_0 & 1 \\
            0 & 0 & 0 & \lambda_0
            \end{Bmatrix}$ 
    \item $\begin{Bmatrix}
            \alpha & \beta & 1 & 0 \\
            -\beta & \alpha & 0 & 1 \\
            0 & 0 & \alpha & \beta \\
            0 & 0 & -\beta & \alpha 
            \end{Bmatrix}$
\end{enumerate}
\end{multicols}

Answer 1

\documentclass{article}
\usepackage{multicol,amsmath}

\begin{document}
\begin{multicols}{2}
\begin{enumerate}
    \item $\begin{Bmatrix}
\begin{picture}(0,0)\put(5,-8){\boldmath\large$J_1 $}\end{picture}
&&
\begin{picture}(0,0)\put(5,-8){\boldmath\large$0$}\end{picture}
&\\
\phantom{\lambda_1}&
\phantom{\lambda_1}&
\phantom{\lambda_1}&
\phantom{\lambda_1}\\
\begin{picture}(0,0)\put(5,-8){\boldmath\large$0$}\end{picture}
 &&
\begin{picture}(0,0)\put(5,-8){\boldmath\large$J_2 $}\end{picture}
&\\
\phantom{0}
    \end{Bmatrix}$
    \item $\begin{Bmatrix}
        \lambda_0 & 1 & 0 & 0 \\
        0 & \lambda_0 & 1 & 0 \\
        0 & 0 & \lambda_0 & 0 \\
        0 & 0 & 0 & \lambda_1
        \end{Bmatrix}$ 
    \item $\begin{Bmatrix}
            \lambda_0 & 1 & 0 & 0 \\
            0 & \lambda_0 & 1 & 0 \\
            0 & 0 & \lambda_0 & 1 \\
            0 & 0 & 0 & \lambda_0
            \end{Bmatrix}$ 
    \item $\begin{Bmatrix}
            \alpha & \beta & 1 & 0 \\
            -\beta & \alpha & 0 & 1 \\
            0 & 0 & \alpha & \beta \\
            0 & 0 & -\beta & \alpha 
            \end{Bmatrix}$
\end{enumerate}
\end{multicols}
\end{document}

Answer 2

这里有一个选项，将 2x2 条目移动到 4x4 的位置，并在\fbox它们周围：

\documentclass{article}

\usepackage{amsmath,multicol}% http://ctan.org/pkg/{amsmath,multicol}

\newcommand{\pl}{\phantom{\lambda_0}}
\makeatletter
\newcommand{\twotofour}[2][]{%
  \settowidth{\dimen@}{#1}%
  \ifdim\dimen@=\z@\settowidth{\dimen@}{#2}\fi%
  \makebox[0pt]{%
    \smash{\raisebox{.5\normalbaselineskip}{%
      \setlength{\fboxsep}{2\fboxsep}%
        \fbox{\makebox[\dimen@]{\vphantom{#1}#2}}}\hspace*{4\arraycolsep}}}}
\makeatother
\begin{document}

\begin{multicols}{2}
  \begin{enumerate}
    \item $\begin{Bmatrix}
        \pl & \pl & \pl & \pl \\
        & \twotofour{$J_1$} & & \twotofour[$J_1$]{0} \\
        & & & \\
        & \twotofour[$J_1$]{0} & & \twotofour{$J_2$} 
      \end{Bmatrix}$
    \item $\begin{Bmatrix}
        \lambda_0 & 1 & 0 & 0 \\
        0 & \lambda_0 & 1 & 0 \\
        0 & 0 & \lambda_0 & 0 \\
        0 & 0 & 0 & \lambda_1
      \end{Bmatrix}$ 
    \item $\begin{Bmatrix}
        \lambda_0 & 1 & 0 & 0 \\
        0 & \lambda_0 & 1 & 0 \\
        0 & 0 & \lambda_0 & 1 \\
        0 & 0 & 0 & \lambda_0
      \end{Bmatrix}$ 
    \item $\begin{Bmatrix}
        \alpha & \beta & 1 & 0 \\
        -\beta & \alpha & 0 & 1 \\
        0 & 0 & \alpha & \beta \\
        0 & 0 & -\beta & \alpha 
      \end{Bmatrix}$
  \end{enumerate}
\end{multicols}
\end{document}

---

具有水平/垂直规则的另一个选项，默认用于array创建第一个Bmatrix：

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath,multicol}% http://ctan.org/pkg/{amsmath,multicol}
\newcommand{\pl}{\phantom{\lambda_0}}
\makeatletter
\newcommand{\twotofour}[2][]{%
  \makebox[0pt]{%
    \smash{\raisebox{.5\normalbaselineskip}{%
      #2}\hspace*{4\arraycolsep}}}}
\makeatother
\begin{document}

\begin{multicols}{2}
  \begin{enumerate}
    \item $\left\{\begin{array}{@{}cc|cc@{}}
        \pl & \pl & \pl & \pl \\
        & \twotofour{$J_1$} & & \twotofour[$J_1$]{0} \\
        \hline
        & & & \\
        & \twotofour[$J_1$]{0} & & \twotofour{$J_2$} 
      \end{array}\right\}$
    \item $\begin{Bmatrix}
        \lambda_0 & 1 & 0 & 0 \\
        0 & \lambda_0 & 1 & 0 \\
        0 & 0 & \lambda_0 & 0 \\
        0 & 0 & 0 & \lambda_1
      \end{Bmatrix}$ 
    \item $\begin{Bmatrix}
        \lambda_0 & 1 & 0 & 0 \\
        0 & \lambda_0 & 1 & 0 \\
        0 & 0 & \lambda_0 & 1 \\
        0 & 0 & 0 & \lambda_0
      \end{Bmatrix}$ 
    \item $\begin{Bmatrix}
        \alpha & \beta & 1 & 0 \\
        -\beta & \alpha & 0 & 1 \\
        0 & 0 & \alpha & \beta \\
        0 & 0 & -\beta & \alpha 
      \end{Bmatrix}$
  \end{enumerate}
\end{multicols}
\end{document}

Answer 3

这里我使用了 TABstack。对于三个正常大小的 TABstack，语法是可以互换的，除了将环境内容放入参数中。我确实需要提前\braceMatrixstack设置水平列间间隙。2ex

\LARGE对于大型矩阵，我只需制作满足垂直要求的字母即可。我确实需要在条目的左侧和右侧添加一点空间，并更改列间间隙。

\documentclass{article}
\usepackage{multicol}
\usepackage{tabstackengine}
\begin{document}
\begin{multicols}{2}
\begin{enumerate}
\setstacktabbedgap{3.3ex}
    \item $\LARGE\braceMatrixstack{
    ~J_1 & 0~ \\
    ~0 & J_2~ 
    }$
\setstacktabbedgap{2ex}
\setstackgap{L}{\baselineskip}
    \item $\braceMatrixstack{
        \lambda_0 & 1 & 0 & 0 \\
        0 & \lambda_0 & 1 & 0 \\
        0 & 0 & \lambda_0 & 0 \\
        0 & 0 & 0 & \lambda_1
        }$ 
    \item $\braceMatrixstack{
            \lambda_0 & 1 & 0 & 0 \\
            0 & \lambda_0 & 1 & 0 \\
            0 & 0 & \lambda_0 & 1 \\
            0 & 0 & 0 & \lambda_0
            }$ 
    \item $\braceMatrixstack{
            \alpha & \beta & 1 & 0 \\
            -\beta & \alpha & 0 & 1 \\
            0 & 0 & \alpha & \beta \\
            0 & 0 & -\beta & \alpha 
            }$
\end{enumerate}
\end{multicols}
\end{document}