Matriz de blocos aparentemente simples

Question

Tenho uma matriz de blocos aparentemente simples que desejo definir com o mínimo de dependências possível. Já tenho matemática e amigos carregados. A única coisa que pretendo evitar é blkarray.

Aqui está o que eu quero fazer:

Aqui está uma tentativa fracassada minha, que produz o espaçamento mais hediondo que se possa imaginar com linhas que não se encontram para fazer cantos.

\begin{equation}
    \begin{pmatrix}[ccc]
        J_1 & \begin{array}{|cc}0 & 0\\ 0 & 0\end{array} & \begin{array}{cc}0 & 0\\ 0 & 0\end{array}\\ \cline{1-2}
        \begin{array}{cc|}0&0\\0&0\end{array} & J_2 & \begin{array}{|cc}0&0\\0&0\end{array}\\ \cline{2-3}
        \begin{array}{cc}0 & 0\\ 0 & 0\end{array} & \begin{array}{cc|}0 & 0\\ 0 & 0\end{array} & J_3
    \end{pmatrix}
\end{equation}

O que é muito feio:

NB: Modifiquei o pmatrix para que ele aceite as especificações da coluna como um argumento opcional. Apenas finja que é um array.

Minha dificuldade parece resultar do fato de que eu quero blocos 2x2, enquanto a maioria dos outros que vi parecem usar multilinhas ou multicolunas, mas não ambos.

Editar: isso não é tão feio, mas as linhas verticais cobrem apenas metade da distância da multilinha:

\begin{equation}
    \begin{array}{cccccc}
        \multicolumn{2}{c|}{\multirow{2}{*}{$J_1$}} & 0 & 0 & 0 & 0\\
                                                   & & 0 & 0 & 0 & 0\\ \cline{1-4}
        0 & 0 & \multicolumn{2}{|c|}{\multirow{2}{*}{$J_1$}} & 0 & 0\\
        0 & 0 &                                           & & 0 & 0\\ \cline{3-6}
        0 & 0 & 0 & 0 & \multicolumn{2}{|c}{\multirow{2}{*}{$J_1$}} \\
        0 & 0 & 0 & 0 & & \\
    \end{array}
\end{equation}

Answer 1

A parte fundamental da construção da matriz é assim:

\documentclass{article}
\newcommand{\mc}{\multicolumn{1}{c}}
\begin{document}

\[
  \renewcommand{\arraystretch}{1.2}
  \left(
  \begin{array}{ c c | c c | c c }
    \multicolumn{1}{|c}{} & & 0 & \mc{0} & 0 & 0 \\
    \multicolumn{2}{|c|}{\raisebox{.6\normalbaselineskip}[0pt][0pt]{$J_1$}} & 0 & \mc{0} & 0 & 0 \\
    \cline{1-4}
    0 & 0 & & & 0 & 0 \\
    0 & 0 & \multicolumn{2}{c|}{\raisebox{.6\normalbaselineskip}[0pt][0pt]{$J_2$}} & 0 & 0 \\
    \cline{3-6}
    0 & \mc{0} & 0 & 0 & & \multicolumn{1}{c|}{} \\
    0 & \mc{0} & 0 & 0 & \multicolumn{2}{c|}{\raisebox{.6\normalbaselineskip}[0pt][0pt]{$J_3$}}
  \end{array}
  \right)
\]

\end{document}

Talvez fosse melhor atribuir variáveis ​​aos outros componentes (como Ae B) para manter o espaçamento da matriz.

Answer 2

Com {pNiceMatrix}de nicematrix. Esse ambiente é semelhante ao ambiente clássico {pmatrix}(de amsmath), mas cria nós PGF/Tikz sob as linhas, células e colunas. É possível usar esses nós para desenhar qualquer regra que você quiser com o Tikz no arquivo \CodeAfter.

\documentclass{article}
\usepackage{nicematrix}
\usepackage{tikz}

\begin{document}

$\begin{pNiceMatrix}[margin]
\Block{2-2}{J_1} & & 0 & 0 & 0 & 0 \\
                 & & 0 & 0 & 0 & 0 \\
0 & 0 & \Block{2-2}{J_2} & & 0 & 0 \\
0 & 0 &                  & & 0 & 0 \\
0 & 0 & 0 & 0 & \Block{2-2}{J_3} \\
0 & 0 & 0 & 0 \\
\CodeAfter
  \begin{tikzpicture}
  \draw (1-|1) |- (3-|5) -- (7-|5) ;
  \draw (1-|3) |- (5-|7) -- (7-|7) ;
  \end{tikzpicture}
\end{pNiceMatrix}$

\end{document}

Você precisa de várias compilações (por causa dos nós PGF/Tikz).

Se você não quiser usar o Tikz explicitamente, você também pode especificar as bordas dos blocos com a tecla bordersdo comando \Block.

\documentclass{article}
\usepackage{nicematrix}
\usepackage{tikz}

\begin{document}

$\begin{pNiceMatrix}[margin]
\Block[borders={left,bottom,right}]{2-2}{J_1} & & 0 & 0 & 0 & 0 \\
                                              & & 0 & 0 & 0 & 0 \\
0 & 0 & \Block[draw]{2-2}{J_2} & & 0 & 0 \\
0 & 0 &                        & & 0 & 0 \\
0 & 0 & 0 & 0 & \Block[borders={left,top,right}]{2-2}{J_3} \\
0 & 0 & 0 & 0 \\
\end{pNiceMatrix}$

\end{document}

A saída é a mesma.