Matriz de bloco com títulos

Question

Criei uma matriz usando easybmat e blkarrary e gostaria de rotular as colunas acima da matriz. Este é o código que estou usando e a aparência da matriz no momento:

\usepackage{easybmat}
\usepackage{amsmath}
\usepackage{multirow,bigdelim}
\usepackage{blkarray}
\begin{document}
\[  \mathbb{X} =  \begin{array}{c@{}c} 
\left[   
\begin{blockarray}{cccccc}
\boldsymbol{\beta}  & x_1 & z_1 & \dots & z_{k-1}\\
\begin{BMAT}[3pt]{ccccc}{ccccccccc}
1 & x_{11} & 1 & \dots  & 0 \\   
1 & x_{21} & 1 & \dots  & 0 \\      
\vdots & \vdots &  \vdots & \ddots & \vdots \\     
1 & \vdots & 1 & \dots  & 0\\        
\vdots & & &  & \vdots \\ 
1  & \vdots & 0 & \dots  & 0\\   
1 & \vdots & 0 & \dots  & 0\\   
\vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\ 
1 & x_{n1} & 0 & \dots  & 0\\ 

\end{BMAT}   
\end{blockarray}

\right] 
&  
\begin{array}{l}  
\\[-17mm] \rdelim\}{4}{6mm}[$ \hspace{2mm} Category \hspace{2mm} 1$] \\ \\ 
\\[17mm]  \rdelim\}{4}{6mm}[$\hspace{2mm} Category \hspace{2mm} k$] \\ \\ 
\end{array} \\[-1ex] 
\end{array}  
\]
\end{document} 

Gostaria que a primeira linha da matriz atual fosse os títulos das colunas. Alguém pode apontar o que estou fazendo de errado, por favor?

Answer 1

Aqui está o que eu poderia inventar. A única coisa que não gosto nesta solução é que estou tendo que usar \vphantomna linha superior da matriz para que as .northâncoras se alinhem. Não tenho certeza de como consertar isso enquanto mantenho a linha de base dos elementos da matriz alinhada. Se alguém tiver uma solução, sinta-se à vontade para contribuir.

Este pequeno incômodo foi corrigido. A altura de um nó no TikZ pode ser substituída com a text heightopção. Isso é muito melhor do que ter que usar \vphantom.

Não estou completamente familiarizado com easybmatand blkarray, então optei por usar TikBiblioteca Z' matrixque permite que recursos adicionais sejam desenhados facilmente em uma matriz. Aqui está o código para o que você deseja:

\documentclass{article}

\usepackage{amsmath}
\usepackage{amssymb}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{
  matrix,
  positioning,
  decorations,
  decorations.pathreplacing
}

\begin{document}
\begin{equation*}
  \mathbb{X} = 
\begin{tikzpicture}[baseline=(m.center)]
  \matrix (m) [
      matrix of math nodes,
      left delimiter={[},
      right delimiter={]},
      row 1/.style={nodes={text height=1ex}}
    ] {
      1      & x_{11} & 1       & \cdots & 0      \\
      1      & x_{21} & 1       & \cdots & 0      \\
      \vdots & \vdots &  \vdots & \ddots & \vdots \\
      1      & \vdots & 1       & \cdots & 0      \\
      \vdots &        &         &        & \vdots \\
      1      & \vdots & 0       & \cdots & 0      \\
      1      & \vdots & 0       & \cdots & 0      \\
      \vdots & \vdots & \vdots  & \cdots & \vdots \\
      1      & x_{n1} & 0       & \cdots & 0      \\
    };

    \node [above=1ex of m-1-1] {\(\boldsymbol{\beta}\)};
    \node [above=1ex of m-1-2] {\(x_{1}\)};
    \node [above=1ex of m-1-3] {\(z_{1}\)};
    % \node [above=1ex of m-1-4] {\\(\cdots\)};
    \node [above=1ex of m-1-5] {\(z_{k-1}\)};

    \draw [decoration={brace}, decorate] 
          ([xshift=3ex]m-1-5.north east) -- ([xshift=3ex]m-4-5.south east)
          node [pos=0.5, right=1ex] {Category 1};
    \draw [decoration={brace}, decorate] 
          ([xshift=3ex]m-6-5.north east) -- ([xshift=3ex]m-9-5.south east)
          node [pos=0.5, right=1ex] {Category \(k\)};
  \end{tikzpicture}
\end{equation*}
\end{document}

Para ilustrar especificamente o problema com a linha superior, compare as duas imagens a seguir que mostram os limites dos nós.

Com \vphantom: Sem \vphantom:

Para fins de integridade, o código original tinha:

      right delimiter={]},
    ] {
      1      & \vphantom{1}x_{11} & 1       & \vphantom{1}\cdots & 0      \\
      1      & x_{21} & 1       & \cdots & 0      \\

Answer 2

Aqui está uma solução com {bNiceMatrix}of nicematrix.

\documentclass{article}
\usepackage{amssymb} % for \mathbb
\usepackage{nicematrix}

\begin{document}

\begin{equation*}
\mathbb{X} = 
\begin{bNiceMatrix}[first-row,last-col=6]
      \beta  & x_1    & z_1     &        & z_{k-1} \\
      1      & x_{11} & 1       & \cdots & 0      & \Block{4-1}{\quad \text{Category 1}}\\
      1      & x_{21} & 1       & \cdots & 0      \\
      \vdots & \vdots &  \vdots & \ddots & \vdots \\
      1      & \vdots & 1       & \cdots & 0      \\
      \vdots &        &         &        & \vdots \\
      1      & \vdots & 0       & \cdots & 0      & \Block{4-1}{\quad \text{Category } k}\\
      1      & \vdots & 0       & \cdots & 0      \\
      \vdots & \vdots & \vdots  & \cdots & \vdots \\
      1      & x_{n1} & 0       & \cdots & 0      \\
\CodeAfter [sub-matrix/xshift=2mm]
  \SubMatrix{.}{1-1}{4-5}{\}}
  \SubMatrix{.}{6-1}{9-5}{\}}
\end{bNiceMatrix}
\end{equation*}

\end{document}