LaTeX常用篇(三)---矩阵与表格

2024-02-04 11:34:46

1. 序言
2. 矩阵
3. 表格
4. 对齐

更新时间：2019.10.02

1. 序言

矩阵是一个强大的工具，许多东西都能够用矩阵来表示，下面来谈谈在latex中怎么输入一个矩阵

2. 矩阵

2.1 复杂写法

在latex中，我们可以使用array参数来输入一个矩阵。

\begin{array}{ccc}
    1 & 0 & 0\\\\
    0 & 1 & 0\\\\
    0 & 0 & 1\\\\
\end{array}

显示效果：
\begin{array}{ccc}
1 & 0 & 0\\
0 & 1 & 0\\
0 & 0 & 1\\
\end{array}

可以发现上面的矩阵好像少了点什么？？？和书上一对照，发现好像没有了()或者[]。实际上，在latex中，如果想给这种形式的矩阵加一个()或者[]，并不能直接往代码里添加个()或者[]，毕竟矩阵太大，这两个小家伙包不住它。
通常来说，要使用像\left(和\right)来表示。当然()也可以换成[]，甚至是||，不过第三个代表的已经不是矩阵了，而是一个行列式。

$$
\left[
    \begin{array}{ccc}
        1 & 0 & 0\\\\
        0 & 1 & 0\\\\
        0 & 0 & 1\\\\
    \end{array}
\right]
$$

显示效果：
\[ \left[ \begin{array}{ccc} 1 & 0 & 0\\\\ 0 & 1 & 0\\\\ 0 & 0 & 1\\\\ \end{array} \right] \]

tip：{ccc}是指元素的对齐方法（居中），此外还有l和r的参数可选，分别表示左和右

2.2 简化写法

如果每次输入矩阵的时候都加上个\left(和\right)，确实会很烦。但其实latex中，有一些专门的参数可以生成矩阵，像pmatrix(带()的矩阵)、bmatrix(带[]的矩阵)、vmatrix(行列式)

<!--带`()`的矩阵-->
\begin{pmatrix}
    1 & 0 & 0\\\\
    0 & 1 & 0\\\\
    0 & 0 & 1\\\\
\end{pmatrix}

<!--带`[]`的矩阵-->
\begin{bmatrix}
    1 & 0 & 0\\\\
    0 & 1 & 0\\\\
    0 & 0 & 1\\\\
\end{bmatrix}

<!--行列式-->
\begin{vmatrix}
    1 & 0 & 0\\\\
    0 & 1 & 0\\\\
    0 & 0 & 1\\\\
\end{vmatrix}

显示效果：

\begin{pmatrix}
1 & 0 & 0\\
0 & 1 & 0\\
0 & 0 & 1\\
\end{pmatrix}

\begin{bmatrix}
1 & 0 & 0\\
0 & 1 & 0\\
0 & 0 & 1\\
\end{bmatrix}

\begin{vmatrix}
1 & 0 & 0\\
0 & 1 & 0\\
0 & 0 & 1\\
\end{vmatrix}

2.3 复杂矩阵

有时我们需要输入一些比较复杂的矩阵或者只有字母的矩阵

$$A = 
    \begin{pmatrix}
        a_{11} & a_{12} & \cdots & a_{1n}\\
        a_{21} & a_{22} & \cdots & a_{2n}\\
        \vdots & \vdots & \ddots & \vdots\\
        a_{n1} & a_{n2} & \cdots & a_{nn}\\
    \end{pmatrix}$$

显示效果：
\[A = \begin{pmatrix} a_{11} & a_{12} & \cdots & a_{1n}\\ a_{21} & a_{22} & \cdots & a_{2n}\\ \vdots & \vdots & \ddots & \vdots\\ a_{n1} & a_{n2} & \cdots & a_{nn}\\ \end{pmatrix}\]

tip：横排列的点 $\cdots$ 用 $\cdots$ 表示，列排列的点 $\vdots$ 用 $\vdots$ 表示，斜排列的点 $\ddots$ 用 $\ddots$ 表示

3. 表格

既然提到了array的用法，就稍微介绍一些latex中的表格。

\begin{array}{|c|c|}
        \hline
        0 & 1 \\\\\hline
        1 & 0 \\\\\hline
\end{array}

显示效果：
\begin{array}{|c|c|}
\hline
0 & 1 \\\hline
1 & 0 \\\hline
\end{array}

tip：\hline表示水平线，而竖线可以使用|来表示

4. 对齐

从本质上来说，array是将一些事物对齐显示的阵列，所以也可以对齐其他数学对象。例如我们可以这样做：

\begin{array}{cc}
        (A)\quad 4 & \hspace{4cm}(B)\quad 3\\\\
        (B)\quad 2 & \hspace{4cm}(D)\quad 1
\end{array}

显示效果：
\begin{array}{cc}
(A)\quad 4 & \hspace{4cm}(B)\quad 3\\
(B)\quad 2 & \hspace{4cm}(D)\quad 1
\end{array}

tip：\quad和\hspace{}都是表示空格，但是空的个数不同

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