矩阵方程中的中心列

Question

我正在寻找一种方法来使中心列居中对齐（\x右箭头s) 在此构造中。

\documentclass{article}
\usepackage{mathtools}
\begin{document}
\begin{alignat}[2]
    \begin{bmatrix*}[r]
        2 & 2 & \vline & 3 \\
        1 & -3 & \vline & 2
    \end{bmatrix*} & \xrightarrow{-R_2 \to R_1} && \begin{bmatrix*}[r]
        1 & 5 & \vline & 1 \\
        1 & -3 & \vline & 2
    \end{bmatrix*} \\
    \begin{bmatrix*}[r]
        1 & 5 & \vline & 1 \\
        1 & -3 & \vline & 2
    \end{bmatrix*} & \xrightarrow{3 R_1} && \begin{bmatrix*}[r]
        3 & 15 & \vline & \mathllap{-}1 \\
        1 & -3 & \vline & 2
    \end{bmatrix*}
\end{alignat}
\end{document}

我见过的以前的答案使用过：

• 一个大批环境来对齐列（在 alignat 命令中将方程式居中），但这种情况下行之间的距离太近，无法通过调整阵列行的间距来分开，因为这也会影响矩阵环境。
• 一个对齐环境 （在 alignat 环境中居中列？）但这会使居中列成为文本环境。我需要一个数学环境。

Answer 1

环境alignat在这里运行得很好。是什么让你相信它在文本模式下会旋转中心列？请注意矩阵环境所需的带星号的版本mathtools。我借此机会使用\mathllap此包定义的命令对齐了右方矩阵的右括号：

\documentclass{article}
\usepackage{mathtools}

\begin{document}

\begin{alignat*}{2}
    \begin{bmatrix*}[r]
        2 & 2 & \vline & 3 \\
        1 & -3 & \vline & 2
    \end{bmatrix*} & \xrightarrow{-R_2 \to R_1} && \begin{bmatrix*}[r]
        1 & 5 & \vline & 1 \\
        1 & -3 & \vline & 2
    \end{bmatrix*} \\[1ex]
    \begin{bmatrix*}[r]
        1 & 5 & \vline & 1 \\
        1 & -3 & \vline & 2
    \end{bmatrix*} & \xrightarrow{-R_2 \to R_1} && \begin{bmatrix*}[r]
        0 & 8 & \vline & \mathllap{-}1 \\
        1 & -3 & \vline & 2
    \end{bmatrix*}
\end{alignat*}

\end{document} 

要将\rightarrows 置于其列的中心，我们可以使用eqparbox包。我定义了一个\eqmathbox命令，它以数学模式输入其内容并使用标签系统。所有共享相同标签的框都具有其内容的宽度，并位于其框的中心：

\documentclass{article}
\usepackage{mathtools}
\usepackage{eqparbox}
\newcommand{\eqmathbox}[2][M]{\eqmakebox[#1]{$\displaystyle#2$}}

\begin{document}

\begin{alignat*}{2}
    \begin{bmatrix*}[r]
        2 & 2 & \vline & 3 \\
        1 & -3 & \vline & 2
    \end{bmatrix*} & \eqmathbox{\xrightarrow{-R₂ + R_1\to R₁}} && \begin{bmatrix*}[r]
        1 & 5 & \vline & 1 \\
        1 & -3 & \vline & 2
    \end{bmatrix*} \\[1ex]
    \begin{bmatrix*}[r]
        1 & 5 & \vline & 1 \\
        1 & -3 & \vline & 2
    \end{bmatrix*} & \eqmathbox{\xrightarrow{-R₂ \to R₁}} && \begin{bmatrix*}[r]
        0 & 8 & \vline & \mathllap{-}1 \\
        1 & -3 & \vline & 2
    \end{bmatrix*}
\end{alignat*}

\end{document}