如何优雅地布置括号内的上括号/下括号？

Question

这：

\documentclass{minimal}
\begin{document}
$\left( 1                    \right)$
$\left( \underbrace{1}_{456} \right)$
\end{document}

生成：

这非常丑陋。人们可以想象会发生几种不同的情况：

• 在调整括号大小时，下括号会被完全忽略（但当然，它会计入下一行文本的间距）。
• 下括号 + 实际线完全填满括号，即它们的中心位于无下括号括号和线的中心之下。
• 括号只是部分考虑了下括号。

我假设第一个是最简单的，那么 - 我该如何实现呢？也许使用幻影？

此外，如果您有其他处理这种情况的选择/习语，我们将不胜感激。

笔记：这道题是关于一个简单的情况，即括号内的全部内容都被一个下括号覆盖。

Answer 1

如果必须在\left和之间对整个子公式进行支撑\right：

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}

\newcommand\parensunderbrace[2]{%
  \vphantom{\underbrace{#1}_{#2}}%
  \left(%
    \vphantom{#1}%
    \,\smash{\underbrace{#1}_{#2}}\,%
  \right)%
}
\makeatletter
\newcommand{\slowparensunderbrace}[2]{%
  \vphantom{\underbrace{#1}_{#2}}%
  \mathpalette\slow@parensunderbrace{{#1}{#2}}%
}
\newcommand\slow@parensunderbrace[2]{%
  \slow@@parensunderbrace#1#2%
}
\newcommand\slow@@parensunderbrace[3]{%
  \left(
    \sbox\z@{$\m@th#1#2$}%
    \vrule height 1.1\ht\z@ depth \z@ width \z@
    \,\smash{\underbrace{#2}_{#3}}\,
  \right)
}
\makeatother

\begin{document}

\begin{gather*}
\parensunderbrace
  {\frac{4\cos^2\theta}{4\cos^2\theta + \sin^2\theta}}
  {=\;(1+3\cos^3\theta)}
\\
\slowparensunderbrace
  {\frac{4\cos^2\theta}{4\cos^2\theta + \sin^2\theta}}
  {=\;(1+3\cos^3\theta)}
\end{gather*}

\end{document}

随意选择。

不同的策略：

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}
\usepackage{lipsum}

\makeatletter
\newcommand{\parenswithub}[1]{%
  \mathpalette\parens@withub{#1}%
}
\newcommand\parens@withub[2]{%
  \sbox\z@{$\m@th#1#2$}%
  \vphantom{\copy\z@}%
  \left(
    \vrule height 1.1\ht\z@ depth \z@ width \z@
    \smash{#2}%
  \right)
}
\makeatother

\begin{document}

\lipsum*[3]
\begin{equation*}
\parenswithub{
  1+{\underbrace{\frac{4\cos^2\theta}{4\cos^2\theta + \sin^2\theta}}_{=\;(1+3\cos^3\theta)}}+2
}
\end{equation*}
\lipsum[4]

\end{document}

周围的附加括号\underbrace{...}_{...}是总是有必要确保间距正确。

以下是您获得的

\[
\Biggl(
  1+{\underbrace{\frac{4\cos^2\theta}{4\cos^2\theta + \sin^2\theta}}_{=\;(1+3\cos^3\theta)}}+2
\Biggr)
\]

更简单，更高效。