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如何在矩阵内部的行之间添加额外的空间？

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如何在矩阵内部的行之间添加额外的空间？

我有一个矩阵和一个矢量，其中的线部分重叠：在此处输入图片描述

\documentclass{article}
\begin{equation}\label{eq25}
\begin{aligned}
&\left( \begin{array}{rrrr}
3 & -3 & 0 & 1 \\ 
\frac{16}{9} & -\frac{20}{9} & 1 & 0 \\ 
-2 & \frac{1}{2} & 0 & 0 \\ 
2 & -1 & 0 & 0
\end{array} \right)\left( \begin{array}{c}
y_{n+1} \\ 
y_{n+2} \\ 
y_{n+\frac{8}{3}} \\ 
y_{n+3}
\end{array} \right)
=\left( \begin{array}{rrrr}
0 & 0 & 0 & 1 \\ 
0 & 0 & 0 & \frac{5}{9} \\ 
0 & 0 & 0 & -\frac{3}{2} \\ 
0 & 0 & 0 & 1
\end{array} \right)\left( \begin{array}{c}
y_{n-3} \\ 
y_{n-2} \\ 
y_{n-1} \\ 
y_n
\end{array} \right) \\ \nonumber
&+
h^3\left( \begin{array}{rrrr}
\frac{47}{100} & \frac{23}{40} & -\frac{81}{800} & \frac{1}{20} \\ 
\frac{7}{27} & \frac{203}{729} & -\frac{25}{324} & \frac{65}{2187} \\ 
\frac{1399}{4200} & -\frac{23}{168} & \frac{783}{5600} & -\frac{17}{2800} \\            -\frac{109}{120} & \frac{61}{120} & -\frac{81}{160} & \frac{79}{360}
\end{array} \right)\left( \begin{array}{c}
f_{n+1} \\ 
f_{n+2} \\ 
f_{n+\frac{8}{3}} \\ 
f_{n+3}
\end{array} \right)+h^3\left( \begin{array}{rrrr}
0 & 0 & 0 & \frac{1}{160} \\ 
0 & 0 & 0 & \frac{31}{8748} \\ 
0 & 0 & 0 & -\frac{13}{224} \\ 
0 & 0 & 0 & -\frac{451}{1440}
\end{array} \right)\left( \begin{array}{c}
f_{n-3} \\ 
f_{n-2} \\ 
f_{n-1} \\ 
f_n
\end{array} \right). \nonumber %\eqno{(25)}      
\end{aligned}
\end{equation}
\end{document}

问题。如何在矩阵内部的行之间添加额外的空间？

答案1

我建议使用这种变体，它始终基于pmatrix和pmatrix*环境，但也基于cellspace，它使您能够定义列中单元格顶部和底部的最小垂直间距，其中说明符以字母为前缀S（或者C如果您加载siunitx）。该[math]选项将其扩展到各种matrix环境，但不扩展到环境matrix*。但是，一个小补丁（由软件包作者提供）使它在后一种情况下也能工作。

另一项改进是使用 \mfrac中的（中等大小的分数）nccmath，以避免数组和矩阵中分数和整数之间的大小差异。

\documentclass{article}
\usepackage{mathtools, nccmath} 
\usepackage[math]{cellspace} 
\setlength{\cellspacetoplimit}{3pt}
\setlength{\cellspacebottomlimit}{3pt}
\makeatletter
\edef\@tempa{%
      \catcode`:=\the\catcode`:\relax
      \catcode`_=\the\catcode`_\relax}
\catcode`:=11
\catcode`_=11
\def\MT_matrix_begin:N #1{%
      \hskip -\arraycolsep
      \MH_let:NwN \@ifnextchar \MH_nospace_ifnextchar:Nnn
      \array{*\c@MaxMatrixCols {>{$}S#1<{$}}}}
\@tempa
\makeatother

\begin{document}

\begin{equation}\label{eq25}
\begin{aligned}
& \begin{pmatrix*}[r]
3 & -3 & 0 & 1 \\
\frac{16}{9} & -\frac{20}{9} & 1 & 0 \\
-2 & \frac{1}{2} & 0 & 0 \\
2 & -1 & 0 & 0
\end{pmatrix*} \begin{pmatrix*}
y_{n+1} \\
y_{n+2} \\
y_{n+\frac{8}{3}} \\
y_{n+3}
\end{pmatrix*}
= \begin{pmatrix*}[r]
0 & 0 & 0 & 1 \\
0 & 0 & 0 & \frac{5}{9} \\
0 & 0 & 0 & -\frac{3}{2} \\
0 & 0 & 0 & 1
\end{pmatrix*} \begin{pmatrix*}
y_{n-3} \\
y_{n-2} \\
y_{n-1} \\
y_n
\end{pmatrix*} \\ \nonumber
&+
h^3 \begin{pmatrix*}[r]
\frac{47}{100} & \frac{23}{40} & -\frac{81}{800} & \frac{1}{20} \\
\frac{7}{27} & \frac{203}{729} & -\frac{25}{324} & \frac{65}{2187} \\
\frac{1399}{4200} & -\frac{23}{168} & \frac{783}{5600} & -\frac{17}{2800} \\ -\frac{109}{120} & \frac{61}{120} & -\frac{81}{160} & \frac{79}{360}
\end{pmatrix*} \begin{pmatrix}
f_{n+1} \\
f_{n+2} \\
f_{n+\frac{8}{3}} \\
f_{n+3}
\end{pmatrix} + h^3 \begin{pmatrix*}[r]
0 & 0 & 0 & \frac{1}{160} \\
0 & 0 & 0 & \frac{31}{8748} \\
0 & 0 & 0 & -\frac{13}{224} \\
0 & 0 & 0 & -\frac{451}{1440}
\end{pmatrix*} \begin{pmatrix}
f_{n-3} \\
f_{n-2} \\
f_{n-1} \\
f_n
\end{pmatrix} \nonumber %\eqno{(25)}
\end{aligned}
\end{equation}
\bigskip

\begin{equation}\label{eq26}
\begin{aligned}
& \begin{pmatrix*}[r]
3 & -3 & 0 & 1 \\
\mfrac{16}{9} & -\mfrac{20}{9} & 1 & 0 \\
-2 & \mfrac{1}{2} & 0 & 0 \\
2 & -1 & 0 & 0
\end{pmatrix*} \begin{pmatrix*}
y_{n+1} \\
y_{n+2} \\
y_{n+\frac{8}{3}} \\
y_{n+3}
\end{pmatrix*}
= \begin{pmatrix*}[r]
0 & 0 & 0 & 1 \\
0 & 0 & 0 & \mfrac{5}{9} \\
0 & 0 & 0 & -\mfrac{3}{2} \\
0 & 0 & 0 & 1
\end{pmatrix*} \begin{pmatrix*}
y_{n-3} \\
y_{n-2} \\
y_{n-1} \\
y_n
\end{pmatrix*} \\ \nonumber
&+
h^3 \begin{pmatrix*}[r]
\mfrac{47}{100} & \mfrac{23}{40} & -\mfrac{81}{800} & \mfrac{1}{20} \\
\mfrac{7}{27} & \mfrac{203}{729} & -\mfrac{25}{324} & \mfrac{65}{2187} \\
\mfrac{1399}{4200} & -\mfrac{23}{168} & \mfrac{783}{5600} & -\mfrac{17}{2800} \\ -\mfrac{109}{120} & \mfrac{61}{120} & -\mfrac{81}{160} & \mfrac{79}{360}
\end{pmatrix*} \begin{pmatrix}
f_{n+1} \\
f_{n+2} \\
f_{n+\frac{8}{3}} \\
f_{n+3}
\end{pmatrix} + h^3 \begin{pmatrix*}[r]
0 & 0 & 0 & \mfrac{1}{160} \\
0 & 0 & 0 & \mfrac{31}{8748} \\
0 & 0 & 0 & -\mfrac{13}{224} \\
0 & 0 & 0 & -\mfrac{451}{1440}
\end{pmatrix*} \begin{pmatrix}
f_{n-3} \\
f_{n-2} \\
f_{n-1} \\
f_n
\end{pmatrix} \nonumber %\eqno{(25)}
\end{aligned}
\end{equation}

\end{document}

在此处输入图片描述

答案2

考虑到mathtools包，你的方程可以写成如下形式：

\documentclass{article}
\usepackage{geometry}           % <---
\usepackage{mathtools}          % <---

\begin{document}
\begingroup                     % <---
\renewcommand\arraystretch{1.3} % <---
    \begin{multline*}           % <---
\begin{pmatrix*}{r}             % <---       
3               & -3            & 0 & 1 \\
\frac{16}{9}    & -\frac{20}{9} & 1 & 0 \\
-2              &  \frac{1}{2}  & 0 & 0 \\
2               & -1            & 0 & 0
\end{pmatrix*}\begin{pmatrix}
                y_{n+1}             \\
                y_{n+2}             \\
                y_{n+\frac{8}{3}}   \\
                y_{n+3}
              \end{pmatrix} = \begin{pmatrix*}{r}
                                0 & 0 & 0 & 1               \\
                                0 & 0 & 0 &  \frac{5}{9}    \\
                                0 & 0 & 0 & -\frac{3}{2}    \\
                                0 & 0 & 0 & 1
                               \end{pmatrix*}\begin{pmatrix}
                                                y_{n-3} \\
                                                y_{n-2} \\
                                                y_{n-1} \\
                                                y_n
                                             \end{pmatrix}   \\
%
+ h^3 \begin{pmatrix*}{r}
 \frac{47}{100}     &   \frac{23}{40}   & -\frac{81}{800}   &  \frac{1}{20}     \\
 \frac{7}{27}       &   \frac{203}{729} & -\frac{25}{324}   &  \frac{65}{2187}  \\
 \frac{1399}{4200}  & -\frac{23}{168}   & \frac{783}{5600}  & -\frac{17}{2800}  \\            -\frac{109}{120}   &  \frac{61}{120}   & -\frac{81}{160}   & \frac{79}{360}
\end{pmatrix*}\begin{pmatrix}
                f_{n+1}             \\
                f_{n+2}             \\
                f_{n+\frac{8}{3}}   \\
                f_{n+3}
             \end{pmatrix} + h^3 \begin{pmatrix*}{r}
                        0 & 0 & 0 & \frac{1}{160}       \\
                        0 & 0 & 0 & \frac{31}{8748}     \\
                        0 & 0 & 0 & -\frac{13}{224}     \\
                        0 & 0 & 0 & -\frac{451}{1440}
                        \end{pmatrix*}\begin{pmatrix}
                                        f_{n-3}     \\
                                        f_{n-2}     \\
                                        f_{n-1}     \\
                                        f_n
                                     \end{pmatrix}.
    \end{multline*}
\endgroup
\end{document}

在此处输入图片描述

（红线表示文本边框）

  • \renewcommand\arraystretch{1.3}通过将 放在方程前面（通过对该方程形成群将其限制在方程内），可以获得矩阵行之间的更多空间 。
  • {pmatrix*}{r}而是使用数组mathtools。它允许矩阵的短写，并且其中的数字是右对齐的
  • 代替aligned使用multline˛

答案3

我刚刚添加了[0.25em]以下内容\\：

\frac{16}{9} & -\frac{20}{9} & 1 & 0 \\ [0.25em]

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