\bmatrix 环境，第一个条目的垂直间距

Question

我有以下等式：

\documentclass[12pt,a4paper]{report}
\usepackage{amsmath}
\begin{align}
\begin{bmatrix}
\dot x \\\dot  \varphi \\\dot  v \\\dot  \omega
\end{bmatrix} = \begin{bmatrix} %% \vspace{5pt} does not work
v \\ \omega \\ x \omega^2 - g \sin{\varphi} \\[5pt]
\displaystyle{- \frac{\left( m_2x-m_1a \right)g\cos\varphi - 2m_2xv\omega}
{I_O +m_2x^2}}
\end{bmatrix}
\end{align}
\end{document}

而且，由于 LHS（左侧）在变量上方有点，RHS（右侧）在垂直方向上略微偏离 LHS。因此，我想从第一个条目开始降低方程的所有 RHS。

我知道我们可以用它来管理垂直间距终点线\\[5pt]，但我不知道如何将它应用于第一个条目\dot{x}对齐v。

Answer 1

我不确定问题是什么：两个矩阵具有不同的垂直大小，但矩阵的相等并不依赖于行的对齐。

您可以使左侧与右侧相同，但结果并不美观。

\documentclass[12pt,a4paper]{report}
\usepackage{amsmath}

\begin{document}

\begin{gather}
\begin{bmatrix}
\dot{x} \\ \dot{\varphi} \\ \dot{v} \\[5pt] \dot{\omega} \vphantom{\dfrac{m_1}{I_Ox^2}}
\end{bmatrix} =
\begin{bmatrix}
v \\ \omega \\ x \omega^2 - g \sin{\varphi} \\[5pt]
- \dfrac{( m_2x-m_1a)g\cos\varphi - 2m_2xv\omega}
{I_O +m_2x^2}
\end{bmatrix}
\\
\begin{bmatrix}
\dot x \\\dot  \varphi \\\dot  v \\\dot  \omega
\end{bmatrix} = \begin{bmatrix}
v \\ \omega \\ x \omega^2 - g \sin{\varphi} \\[5pt]
- \dfrac{( m_2x-m_1a)g\cos\varphi - 2m_2xv\omega}
{I_O +m_2x^2}
\end{bmatrix}
\end{gather}

\end{document}

避免align对单个方程使用；这也不\displaystyle{...}是办法：使用\dfrac。你所用的\left和\right不是必需的，会引入不必要的空格。

Answer 2

extrarowheight我建议使用更美观（在我看来）的解决方案：在 lhs 矩阵中玩，这样两个矩阵具有相同的分隔符高度。一种变体使用medsize分数（\mfrac命令来自nccmath）而不是\displaystyle：

\documentclass{article}
\usepackage{mathtools, array, nccmath, bigstrut}

\begin{document}

\begin{align}
  {\setlength\extrarowheight{4.5pt}\begin{bmatrix}
      \dot x \\\dot φ\\\dot v \\\dot \omega
    \end{bmatrix} } & = \begin{bmatrix} %% \vspace{5pt} does not work
    v \\ ω\\ x \omega² - g \sin{φ} \\[5pt]
    - \dfrac{( m₂x-m₁a )g\cosφ- 2m₂xvω}
    {I_O +m₂x²\bigstrut[b]}
  \end{bmatrix} \\[6pt]
  {\setlength\extrarowheight{4.5pt}\begin{bmatrix}
    \dot x \\\dot φ\\\dot v \\\dot \omega
  \end{bmatrix} } & = \begin{bmatrix} %% \vspace{5pt} does not work
    v \\ ω\\ x \omega² - g \sin{φ} \\[5pt]
    - \mfrac{( m₂x-m₁a )g\cosφ- 2m₂xvω}
    {I_O +m₂x²\bigstrut[b]}
  \end{bmatrix}
\end{align}

\end{document}