\pmatrix 中的字体大小：大向量中的优雅总结

Question

有什么办法可以让它看起来更优雅吗？

\documentclass{book}
\usepackage{amsmath}

\begin{document}
\begin{equation}
    \begin{pmatrix}
        \sum_{j=1}^{q_{k}} \frac{\vec{e}_{k,j}}{b_{k,j} -  \vec{m}_{k,j}^T \vec{x}_{k} - \vec{e}_{k,j}^T \vec{u}_{k}} \\
        \sum_{j=1}^{q_{k+1}} \frac{\begin{pmatrix} \vec{e}_{k+1,j} & \vec{m}_{k+1,j} \end{pmatrix}^T}{b_{k+1,j} -  \vec{e}_{k+1,j}^T \vec{u}_{k+1} -  \vec{m}_{k+1,j}^T \vec{x}_{k+1}} \\
        \vdots \\
        \sum_{j=1}^{q_{k+N-1}} \frac{\begin{pmatrix} \vec{e}_{k+N-1,j} & \vec{m}_{k+N-1,j} \end{pmatrix}^T}{b_{k+N-1,j} -  \vec{e}_{k+N-1,j}^T \vec{u}_{k+N-1} -  \vec{m}_{k+N-1,j}^T \vec{x}_{k+N-1}} \\
        \sum_{j=1}^{q_{k+N}} \frac{\vec{m}_{k+N,j}}{b_{k+N,j} -  \vec{m}_{k+N,j}^T \vec{x}_{k+N}}
\end{pmatrix}
\end{equation}

\end{document}

编译后为

正如您所看到的，分子的字体大小不同， 还向量内的对齐可能会有帮助，以及修改条目之间的分隔空间。也许这些都无济于事，我不得不忍受一些不太漂亮的矢量。有什么建议吗？谢谢！

注意：在实际文档中，我没有使用\vec{}，而是\boldsymbol{}用来区分向量和标量，这对这个问题没有影响。

Answer 1

我建议使用另一种布局，其中采用中等大小的分数nccmath以及总和符号的对齐，这要归功于pmatrix*环境 frommathtools和包eqparbox：

\documentclass{book}
\usepackage{mathtools, nccmath}
\usepackage{bm}
\usepackage{eqparbox, booktabs}
\newcommand{\eqmathbox}[2][M]{\eqmakebox[#1]{$\scriptstyle#2$}}
\newcommand{\msum}{\medop\sum\limits}
%
\begin{document}

\begin{equation}
 \begin{pmatrix*}[l]
 \msum_{j=1}^{\eqmathbox{q_{k}}} \mkern-12mu \frac{\bm{e}_{k,j}}{b_{k,j} - \bm{m}_{k,j}^T \bm{x}_{k} - \bm{e}_{k,j}^T \bm{u}_{k}} \\ \addlinespace
\msum_{j=1}^{\eqmathbox{q_{k+1}}} \mkern-12mu \frac{\bigl(\bm{e}_{k+1,j} \enspace \bm{m}_{k+1,j}\bigr)^T}{b_{k+1,j} - \bm{e}_{k+1,j}^T \bm{u}_{k+1} - \bm{m}_{k+1,j}^T \bm{x}_{k+1}} \\
\eqmathbox{ ⋮ } \\[0.5ex]
        \msum_{j=1}^{\eqmathbox{q_{k+N-1}}}\mkern-12mu \mfrac{\bigr( \bm{e}_{k+N-1,j} \quad \bm{m}_{k+N-1,j} \bigr)^T}{b_{k+N-1,j} - \bm{e}_{k+N-1,j}^T
 \bm{u}_{k+N-1} - \bm{m}_{k+N-1,j}^T \bm{x}_{k+N-1}} \\ \addlinespace
 \msum_{j=1}^{\eqmathbox{q_{k+N}}}\mkern-12mu \frac{\bm{m}_{k+N,j}}{b_{k+N,j} - \bm{m}_{k+N,j}^T \bm{x}_{k+N}}
\end{pmatrix*}
\end{equation}

\end{document} 

Answer 2

始终使用\dfrac并且\limits：

\documentclass{book}
\usepackage{amsmath}

\begin{document}
\begin{equation}
    \begin{pmatrix}
        \sum\limits_{j=1}^{q_{k}} \dfrac{\vec{e}_{k,j}}{b_{k,j} -  \vec{m}_{k,j}^T \vec{x}_{k} - 
        \vec{e}_{k,j}^T 
        \vec{u}_{k}} \\
        \sum\limits_{j=1}^{q_{k+1}} \dfrac{\begin{pmatrix} \vec{e}_{k+1,j} & \vec{m}_{k+1,j} 
        \end{pmatrix}^T}{b_{k+1,j} -  \vec{e}_{k+1,j}^T \vec{u}_{k+1} -  \vec{m}_{k+1,j}^T \vec{x}_{k+1}} \\
        \vdots \\
        \sum\limits_{j=1}^{q_{k+N-1}} \dfrac{\begin{pmatrix} \vec{e}_{k+N-1,j} & \vec{m}_{k+N-1,j} 
        \end{pmatrix}^T}{b_{k+N-1,j} -  \vec{e}_{k+N-1,j}^T \vec{u}_{k+N-1} -  \vec{m}_{k+N-1,j}^T 
        \vec{x}_{k+N-1}} \\
        \sum\limits_{j=1}^{q_{k+N}} \dfrac{\vec{m}_{k+N,j}}{b_{k+N,j} -  \vec{m}_{k+N,j}^T \vec{x}_{k+N}}
\end{pmatrix}
\end{equation}

\end{document}

Answer 3

我发现主要问题是你pmatrix在另一个pmatrix环境中使用环境。这导致分子和分母之间的大小差异。

如果您不完全理解 的代码pmatrix，一种解决方案是使用纯数组。您可以创建一个一列的数组，该数组中的每个条目都是一个总和。如果您需要更多空间，请添加一个空白行或创建一个新行。这是代码：

\documentclass{book}
\usepackage{amsmath}

\begin{document}

\[  % begin math environment
\left(  % left parenthesis
\begin{array}{c}  % begins an array of one column

\sum_{j=1}^{q_{k}} \frac{\vec{e}_{k,j}}{b_{k,j}-\vec{m}_{k,j}^\vec{x}_{k}-\vec{e}_{k,j}^T \vec{u}_{k}} \\ % some space
\\ % more space
\sum_{j=1}^{q_{k+1}} \frac{\left(\vec{e}_{k+1,j}~\vec{m}_{k+1,j}\right)^T}{b_{k+1,j}-\vec{e}_{k+1,j}^T \vec{u}_{k+1}-\vec{m}_{k+1,j}^T\vec{x}_{k+1}} \\ % some space
\\ % more space       
\vdots \\ % some space
\\ % more space
\sum_{j=1}^{q_{k+N-1}}\frac{\left(\vec{e}_{k+N-1,j}~\vec{m}_{k+N-1,j}\right)^T}{b_{k+N-1,j}-\vec{e}_{k+N-1,j}^T\vec{u}_{k+N-1}-\vec{m}_{k+N-1,j}^T \vec{x}_{k+N-1}} \\ % some space
\\ % more space 
\sum_{j=1}^{q_{k+N}}\frac{\vec{m}_{k+N,j}}{b_{k+N,j}-\vec{m}_{k+N,j}^T\vec{x}_{k+N}}

\end{array}  % ends array
\right)  % right hand side parenthesis
\] % ends math environment

\end{document}

另一个解决方案是pmatrix在求和时不使用环境。只需\left( \right)使用大的括号，如下所示：

\documentclass{book}
\usepackage{amsmath}

\begin{document}

\[  % begin math environment
\begin{pmatrix}

\sum_{j=1}^{q_{k}} \frac{\vec{e}_{k,j}}{b_{k,j}-\vec{m}_{k,j}^\vec{x}_{k}-\vec{e}_{k,j}^T \vec{u}_{k}} \\ % some space
\\ % more space
\sum_{j=1}^{q_{k+1}} \frac{\left(\vec{e}_{k+1,j}~\vec{m}_{k+1,j}\right)^T}{b_{k+1,j}-\vec{e}_{k+1,j}^T \vec{u}_{k+1}-\vec{m}_{k+1,j}^T\vec{x}_{k+1}} \\ % some space
\\ % more space       
\vdots \\ % some space
\\ % more space
\sum_{j=1}^{q_{k+N-1}}\frac{\left(\vec{e}_{k+N-1,j}~\vec{m}_{k+N-1,j}\right)^T}{b_{k+N-1,j}-\vec{e}_{k+N-1,j}^T\vec{u}_{k+N-1}-\vec{m}_{k+N-1,j}^T~\vec{x}_{k+N-1}} \\ % some space
\\ % more space 
\sum_{j=1}^{q_{k+N}}\frac{\vec{m}_{k+N,j}}{b_{k+N,j}-\vec{m}_{k+N,j}^T\vec{x}_{k+N}}

\end{pmatrix}
\] % ends math environment

\end{document}