Equações multilinhas que se alinham

Uma derivação de vários passos fica melhor com os sinais de igual empilhados em uma coluna, para que o olho possa acompanhar o que mudou de linha para linha. O pacote amsmath fornece o ambiente align para isso, além de uma pequena família de parentes para casos onde alinhamento não é o que você deseja.

\usepackage{amsmath}
\begin{align}
 a &= b + c \\
 d &= e + f + g
\end{align}

Como alinhar leituras

Cada linha é uma equação, terminada por \\; a última linha não precisa de nenhuma. O & marca o ponto de alinhamento e o & de cada linha fica na mesma coluna. Colocar & imediatamente antes do sinal de igual é o hábito padrão, de modo que os sinais de igual se empilhem e os lados esquerdos fiquem para a esquerda. Cada linha recebe seu próprio número de equação; escreva align* para numerar nenhum ou adicione \notag a linhas individuais para pular apenas essas, como mostrado em números e ponteiros para equações.

O ambiente abre display math sozinho, então ele não deve ficar dentro de \[ ... \] ou $ ... $; aninhá-lo em outro ambiente matemático produz erros confusos.

A família

gather lida com diversas equações sem ponto de alinhamento compartilhado; ele centraliza cada linha e numera cada uma. split constrói uma equação multilinha sob um único número e deve ficar dentro de equation. multline quebra uma fórmula muito longa sem alinhamento, a primeira linha alinhada à esquerda e a última à direita. Os dois últimos são tratados detalhadamente em equações que não cabem.

Duas questões decidem qual usar: as linhas são equações separadas ou uma equação quebrada, e há um ponto de alinhamento que vale a pena empilhar? Separado e alinhado: align. Separado e centralizado: reunir. Único e alinhado: split. Único e não alinhado: multline.

Erros comuns

Uma linha sem & ainda é compilada, mas centraliza de forma independente e nada se alinha. Dois & em uma linha iniciam um segundo par de colunas, que align é lido como uma segunda coluna de equações colocadas lado a lado; se sua saída tiver equações marchando para a direita, conte seu e comercial. Um \\ final na linha final adiciona uma linha vazia, que aparece como um espaço vertical ímpar abaixo do bloco. Digite uma derivação de três etapas no live playground para observar o alinhamento se concretizar.