La prima sono riuscito a replicarla tramite \bordermatrix
\[
S = \bordermatrix{
& & & & & \stackrel{j_1}{\downarrow} & & & & & & & & & \stackrel{j_2}{\downarrow} & & & & & \stackrel{j_r}{\downarrow} & & & \cr
& 0 & 0 & 0 & 0 & p_1 & \ast & \ast & \ast & \ast & & & & & \vdots & & & & & \vdots \cr
& & & & & & 0 & 0 & 0 & p_2 & \ast & \ast & \ast & \ast & \ast & & & & & \vdots \cr
& & & & & & & & & & & & & & p_3 & \ast & \ast & \dots & \dots & \vdots & & & \cr
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & \vdots \cr
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & p_r & \ast & \ast & \ast
}
\]
vorrei però trovare un modo per diminuire la distanza fra le colonne. Credo si faccia con il comando kern ma non sono come usarlo in quest’ambiente.
Per la seconda credo che sarò costretto ad usare il package tikz.