Alinhando equações verticalmente com alinhamento do ambiente

Question

Estou escrevendo sobre tensores agora e preciso descrever a fusão de dois estados em um único tensor. No momento eu tenho algo parecido com isto: com o seguinte código:

\begin{align}
    & r \begin{bmatrix} 1 \\ 0 \end{bmatrix} \otimes \begin{bmatrix} 1 \\ 0 \end{bmatrix} + & s \begin{bmatrix} 1 \\ 0 \end{bmatrix} \otimes \begin{bmatrix} 0 \\ 1 \end{bmatrix} + & t \begin{bmatrix} 0 \\ 1 \end{bmatrix} \otimes \begin{bmatrix} 1 \\ 0 \end{bmatrix} + & u \begin{bmatrix} 0 \\ 1 \end{bmatrix} \otimes \begin{bmatrix} 0 \\ 1 \end{bmatrix} \\
    \text{with the basis} & \biggr(\begin{bmatrix} 1 \\ 0 \end{bmatrix} \otimes \begin{bmatrix} 1 \\ 0 \end{bmatrix}, & \begin{bmatrix} 1 \\ 0 \end{bmatrix} \otimes \begin{bmatrix} 0 \\ 1 \end{bmatrix}, & \begin{bmatrix} 0 \\ 1 \end{bmatrix} \otimes \begin{bmatrix} 1 \\ 0 \end{bmatrix}, & \begin{bmatrix} 0 \\ 1 \end{bmatrix} \otimes \begin{bmatrix} 0 \\ 1 \end{bmatrix}\biggr) \\
    \text{can be written as} & \Biggr(\begin{bmatrix} 1 \\ 0 \\ 0 \\ 0 \end{bmatrix}, & \begin{bmatrix} 0 \\ 1 \\ 0 \\ 0 \end{bmatrix}, & \begin{bmatrix} 0 \\ 0 \\ 1 \\ 0 \end{bmatrix}, & \begin{bmatrix} 0 \\ 0 \\ 0 \\ 1 \end{bmatrix}\Biggr)
\end{align}

Algumas coisas me incomodam.

• Os aparelhos não se ajustam às matrizes. (Eu tentei \left(e \right), mas isso não funciona ...
• O pior de tudo é que não consigo alinhar as colunas verticalmente (de preferência centralizadas)

Talvez algo assim:

Já tentei de tudo que pude imaginar, mas não consigo... Se alguém tiver alguma sugestão, comente!

Answer 1

Você poderia usar um array:

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}

\begin{document}

\[
\setlength{\arraycolsep}{0pt}
\begin{array}{ r c c c c c c c l }
    r &
    \begin{bmatrix} 1 \\ 0 \end{bmatrix} \otimes \begin{bmatrix} 1 \\ 0 \end{bmatrix} & 
    {} + s &
    \begin{bmatrix} 1 \\ 0 \end{bmatrix} \otimes \begin{bmatrix} 0 \\ 1 \end{bmatrix} & 
    {} + t &
    \begin{bmatrix} 0 \\ 1 \end{bmatrix} \otimes \begin{bmatrix} 1 \\ 0 \end{bmatrix} &
    {} + u &
    \begin{bmatrix} 0 \\ 1 \end{bmatrix} \otimes \begin{bmatrix} 0 \\ 1 \end{bmatrix} &
    \\[10pt]
    \text{with the basis}\:\biggr( &
    \begin{bmatrix} 1 \\ 0 \end{bmatrix} \otimes \begin{bmatrix} 1 \\ 0 \end{bmatrix} &
    , & 
    \begin{bmatrix} 1 \\ 0 \end{bmatrix} \otimes \begin{bmatrix} 0 \\ 1 \end{bmatrix} &
    , & 
    \begin{bmatrix} 0 \\ 1 \end{bmatrix} \otimes \begin{bmatrix} 1 \\ 0 \end{bmatrix} & 
    , & 
    \begin{bmatrix} 0 \\ 1 \end{bmatrix} \otimes \begin{bmatrix} 0 \\ 1 \end{bmatrix} &
    \biggr) \\[10pt]
    \text{can be written as}\:\Biggr( &
    \begin{bmatrix} 1 \\ 0 \\ 0 \\ 0 \end{bmatrix} &
    , & 
    \begin{bmatrix} 0 \\ 1 \\ 0 \\ 0 \end{bmatrix} &
    , & 
    \begin{bmatrix} 0 \\ 0 \\ 1 \\ 0 \end{bmatrix} & 
    , & 
    \begin{bmatrix} 0 \\ 0 \\ 0 \\ 1 \end{bmatrix} &
    \Biggr)
\end{array}
\]

\end{document}

Answer 2

Sugiro retirar os textos da equação, onde eles não pertencem.

O alinhamento pode ser obtido com alguns truques baseados emIEEEeqnarray.

\documentclass{article}
\usepackage{mathtools}
\usepackage{IEEEtrantools}

\newcommand{\colv}[1]{\begin{bmatrix}#1\end{bmatrix}}

\begin{document}

The tensor
\begin{IEEEeqnarray}{rcCrcCrcCrcl}
r & \colv{1 \\ 0} \otimes \colv{1 \\ 0} & + &
s & \colv{1 \\ 0} \otimes \colv{0 \\ 1} & + &
t & \colv{0 \\ 1} \otimes \colv{1 \\ 0} & + &
u & \colv{0 \\ 1} \otimes \colv{0 \\ 1}
\\
\noalign{\vspace{2\jot}}
\noalign{\noindent with the basis}
\noalign{\vspace{4\jot}}
\biggr( &
  \colv{1 \\ 0} \otimes \colv{1 \\ 0}\mathrlap{,} &&&
  \colv{1 \\ 0} \otimes \colv{0 \\ 1}\mathrlap{,} &&&
  \colv{0 \\ 1} \otimes \colv{1 \\ 0}\mathrlap{,} &&&
  \colv{0 \\ 1} \otimes \colv{0 \\ 1} &
\biggr)
\\
\noalign{\vspace{2\jot}}
\noalign{\noindent can be written as}
\noalign{\vspace{4\jot}}
\left(\vphantom{\colv{0\\0\\0\\0}}\right.\kern-\nulldelimiterspace &
  \mathllap{r}
  \colv{1 \\ 0 \\ 0 \\ 0}\mathrlap{,} &&&
  \mathllap{s}
  \colv{0 \\ 1 \\ 0 \\ 0}\mathrlap{,} &&&
  \mathllap{t}
  \colv{0 \\ 0 \\ 1 \\ 0}\mathrlap{,} &&&
  \mathllap{u}
  \colv{0 \\ 0 \\ 0 \\ 1} &
\left)\vphantom{\colv{0\\0\\0\\0}}\right.\kern-\nulldelimiterspace
\end{IEEEeqnarray}

\end{document}

Adicionei os escalares na última linha, remova-os se achar melhor.

Os tipos de colunas são

• rpara uma coluna alinhada à direita
• cpara uma coluna centralizada
• lpara uma coluna alinhada à esquerda
• Cpara uma coluna centralizada com um operador binário ou relação

Em vez de \mathrlap(fazer uma caixa de largura zero com conteúdo saliente para a direita) e \mathllap(semelhante para a esquerda) eu poderia ter usado \IEEEeqnarraymulticol, mas isso é demais.