Respuesta corta
No, no es posible (que yo sepa, en este momento) arrancar en uno de los otros sistemas operativos desde una imagen de disco almacenada en otra partición.
Lo que he hecho en el pasado es hacer una tercera partición que uso para compartir archivos entre los dos. Hago que ambas particiones de arranque sean lo suficientemente grandes para almacenar las cosas más importantes y luego una tercera parte en la que puedo almacenar otros archivos, ya sean archivos de Windows o archivos de Mac. No es una solución perfecta, pero al menos de esa manera, si desea más espacio para Mac, puede formatear esa partición en HFS +. Si quieres más espacio para Windows, puedes formatear esa partición en NTFS o exFAT o algo así.
Si decides hacer algo así, busca la forma correcta de hacerlo antes de intentarlo. No es un proceso fácil, pero al menos es más fácil que tratar de hacer lo que sugeriste. Puede encontrar algunas instrucciones en el sitio web de Ubuntu que ayudan a explicar cómo configurar un sistema de arranque triple. Sigue esas instrucciones y solo omite el paso donde instalas Ubuntu. En su lugar, deja la última partición vacía para almacenar cosas.
IMPORTANTE: no olvides realizar una copia de seguridad de todo antes de probar cualquier tipo de partición en tu unidad principal. Recibiste una advertencia.
Otra opción es instalar una segunda unidad si es posible. Tengo una MacBook Pro más antigua, saqué la unidad de DVD y coloqué una segunda en su lugar. Eso es lo más fácil de hacer si puedes.
En cuanto a su pregunta sobre LVM. CoreStorage le permitiría configurar particiones que se pueden cambiar de tamaño más tarde y similares, pero Windows no puede iniciar desde una partición CoreStorage. CoreStorage es estrictamente una tecnología macOS que ningún otro sistema operativo reconoce. Pero esa es una historia más larga para otro momento.
Respuesta más larga
El firmware de tu Mac que está a cargo de encontrar y montar una partición de inicio no tiene esa capacidad. Tal vez, solo tal vez en el mundo de Linux sea posible pero no estoy seguro. Pero sé que el firmware de una Mac no tiene esa capacidad porque eso no es algo que el 99.9999% de las personas querría hacer.
Cuando su Mac enciende el firmware (el software incorporado que se almacena en un chip en la placa base) se encarga de encontrar una partición en su disco duro con un sistema operativo que pueda arrancar. Al iniciar MacOS, el firmware (EFI en una Mac) encuentra una partición especial en su disco duro llamada EFI (sí, el mismo nombre que el firmware), monta esa partición y permite que el software (llamado cargador de arranque) se haga cargo de la proceso de arranque. El EFI es muy pequeño y tiene capacidades muy limitadas, ya que tiene que vivir en un pequeño chip en la placa base. El cargador de arranque puede hacer más porque la partición EFI en su disco duro es lo suficientemente grande como para almacenar un programa más grande.
El cargador de arranque luego monta las otras unidades en su disco y encuentra las particiones con macOS y, dependiendo de la unidad que seleccionó en las Preferencias del sistema, iniciará macOS desde la partición que eligió (puede tener muchas particiones diferentes en la misma unidad). disco duro con macOS instalado en cualquiera de ellos).
Al arrancar en Windows en una Mac, su EFI hace las cosas de manera un poco diferente. Según tengo entendido, el cargador de arranque en la partición EFI no se usa para iniciar Windows. En su lugar, el instalador de Windows coloca un pequeño fragmento de código al principio de la unidad en el pequeño espacio llamado MBR. Ese espacio se mide en bytes. Ni siquiera los kilobytes. Sólo bytes. Es absolutamente minúsculo. Así que no puedes hacer mucho con el cargador de arranque almacenado allí. Todo lo que hace es encontrar la partición de Windows y dirigir la CPU allí para finalizar el arranque. No hay espacio en el cargador de arranque de Windows para hacer casi nada más. Especialmente para no montar una unidad, busque la imagen de disco correcta en esa unidad y luego monte y arranque desde esa imagen de disco. No se acercaría a encajar en el MBR.
Volviendo a la partición EFI, existe la posibilidad de que haya suficiente software en esa partición para hacer todo el trabajo necesario para arrancar desde una imagen de disco, pero nuevamente no estoy seguro de que sea posible. No estoy lo suficientemente familiarizado con el proceso de arranque para saber si lo es. Lo único que sé con certeza es que el EFI actual y el cargador de arranque no admiten nada de lo que está solicitando.
Hacer un cargador de arranque que haga lo que está buscando puede ser posible, pero requeriría mucho trabajo y una sólida comprensión de cómo funciona todo el proceso de arranque.
El punto es que sería un mejor uso de su tiempo descubrir una mejor manera de particionar su disco duro y luego tratar de montar uno usando una imagen de disco.
Traté de explicar las cosas tan bien como las entiendo, pero puedo estar equivocado. Alguien por favor corrígeme si estoy.