宽方程式 - 如何避免下一行的方程式编号？

Question

我有一个方程，其中包含一个大矩阵，我想将其编号为方程。我使用下面显示的代码：

\documentclass[12pt,a4paper]{report}
\usepackage{amsmath}
\begin{document}
\setcounter{MaxMatrixCols}{20}
\begin{equation}
    Y_{12} = 
\begin{bmatrix}
    -\frac{1}{x'_{d1}} & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 
    0 & -\frac{1}{x'_{d2}} & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\
    0 & 0 & -\frac{1}{x'_{d3}} & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\
    0 & 0 & 0 & -\frac{1}{x'_{d4}} & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\
    0 & 0 & 0 & 0 & -\frac{1}{x'_{d5}} & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\
    0 & 0 & 0 & 0 & 0 & -\frac{1}{x'_{d6}} & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\
    0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & -\frac{1}{x'_{d7}} & 0 & 0 & 0 & 0 \\
    0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & -\frac{1}{x'_{d8}} & 0 & 0 & 0 \\
    0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & -\frac{1}{x'_{d9}} & 0 & 0 \\
    0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & -\frac{1}{x'_{d10}} & 0 \\
\end{bmatrix} \\
\end{equation}
\end{document}

此代码适用于较小的矩阵。但是对于较大的矩阵，方程的宽度似乎比更宽\textwidth，因为方程编号位于矩阵下方的行上。我怎样才能在与方程相同的行上获得方程编号？

Answer 1

这些零有什么用呢？为什么不直接写成具有以下元素的对角矩阵呢：

\documentclass[12pt,a4paper]{report}
\usepackage{amsmath,mathtools}
\DeclareMathOperator\diag{diag}
\begin{document}
\begin{equation}
  \begin{split}
    Y_{12} = -\diag\Bigl( & \frac{1}{x'_{d1}}, \frac{1}{x'_{d2}},
    \frac{1}{x'_{d3}}, \frac{1}{x'_{d4}}, \frac{1}{x'_{d5}},
    \frac{1}{x'_{d6}},\frac{1}{x'_{d7}}, \frac{1}{x'_{d8}}, \frac{1}{x'_{d9}},
    \frac{1}{x'_{d10}} \Bigr)
  \end{split}
\end{equation}
\end{document}

对于其他矩阵构造，可以将它们分解成更小的部分，并写出类似的内容：为了简化符号，我们首先定义......

这只是一个不被传统束缚的问题

Answer 2

使用命令更改的值\arraycolsep或减小字体大小（约 80% ）。如果不使用边距注释，您还可以加载以获得更合理的边距。\medmathnccmathdisplaystylegeometry

    \documentclass[12pt,a4paper]{report}
    \usepackage{mathtools, nccmath}
    \usepackage{showframe}
    \renewcommand*\ShowFrameLinethickness{.3pt}
    \setcounter{MaxMatrixCols}{20}

     \begin{document}

     \begin{equation}\setlength\arraycolsep{2pt}
        Y_{12} =
    \begin{bmatrix}
        -\frac{1}{x'_{d1}} & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\
        0 & -\frac{1}{x'_{d2}} & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\
        0 & 0 & -\frac{1}{x'_{d3}} & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\
        0 & 0 & 0 & -\frac{1}{x'_{d4}} & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\
        0 & 0 & 0 & 0 & -\frac{1}{x'_{d5}} & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\
        0 & 0 & 0 & 0 & 0 & -\frac{1}{x'_{d6}} & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\
        0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & -\frac{1}{x'_{d7}} & 0 & 0 & 0 & 0 \\
        0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & -\frac{1}{x'_{d8}} & 0 & 0 & 0 \\
        0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & -\frac{1}{x'_{d9}} & 0 & 0 \\
        0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & -\frac{1}{x'_{d10}} & 0 \\
    \end{bmatrix}
    \end{equation}

 \begin{equation}\setlength\arraycolsep{4pt}
        Y_{12} =
        \medmath{\begin{bmatrix}
        -\frac{1}{x'_{d1}} & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\
        0 & -\frac{1}{x'_{d2}} & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\
        0 & 0 & -\frac{1}{x'_{d3}} & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\
        0 & 0 & 0 & -\frac{1}{x'_{d4}} & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\
        0 & 0 & 0 & 0 & -\frac{1}{x'_{d5}} & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\
        0 & 0 & 0 & 0 & 0 & -\frac{1}{x'_{d6}} & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\
        0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & -\frac{1}{x'_{d7}} & 0 & 0 & 0 & 0 \\
        0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & -\frac{1}{x'_{d8}} & 0 & 0 & 0 \\
        0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & -\frac{1}{x'_{d9}} & 0 & 0 \\
        0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & -\frac{1}{x'_{d10}} & 0 \\
    \end{bmatrix}}
    \end{equation}

    \end{document}