Блочная матрица с заголовками

Question

Я создал матрицу с помощью easybmat и blkarrary и хотел бы пометить столбцы над матрицей. Вот код, который я использую, и как выглядит матрица на данный момент:

\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} 

Я хотел бы, чтобы первая строка в текущей матрице была заголовками столбцов. Может ли кто-нибудь указать, что я делаю неправильно, пожалуйста?

Answer 1

Вот что я смог придумать. Единственное, что мне не нравится в этом решении, так это то, что мне приходится использовать \vphantomв самом верхнем ряду матрицы, чтобы .northякоря выстроились в линию. Я не уверен, как это исправить, сохраняя при этом базовую линию элементов матрицы выровненной. Если у кого-то есть решение, не стесняйтесь вносить свой вклад.

Эта маленькая неприятность была исправлена. Высота узла в TikZ может быть перезаписана с помощью text heightопции. Это намного лучше, чем использовать \vphantom.

Я не совсем знаком с easybmatи blkarray, поэтому вместо этого я решил использовать TiкБиблиотека Z' matrix, которая позволяет довольно легко рисовать дополнительные функции на матрице. Вот код того, что вам нужно:

\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}

Чтобы конкретно проиллюстрировать проблему с верхней строкой, сравните следующие два изображения, на которых показаны границы узлов.

С \vphantom: Без \vphantom:

Для полноты картины исходный код имел:

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

Answer 2

Вот решение {bNiceMatrix}с 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}