Многострочные уравнения, которые выстраиваются в линию

Вывод из нескольких шагов лучше всего выглядит, когда знаки равенства расположены в одном столбце, чтобы глаз мог отслеживать, что изменилось от строки к строке. Пакет amsmath предоставляет для этого среду выравнивания, а также небольшую семью родственников для случаев, когда выравнивание не то, что вам нужно.

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

Как читается выравнивание

Каждая строка представляет собой одно уравнение, заканчивающееся \\; последняя строка не нуждается ни в чем. & отмечает точку выравнивания, и & каждой строки попадает в один и тот же столбец. Размещение & непосредственно перед знаком равенства является стандартной привычкой, поэтому знаки равенства складываются друг в друга, а левые части свисают влево. Каждая строка получает свой номер уравнения; напишите align* для номера none или добавьте \notag к отдельным строкам, чтобы пропустить только их, как показано в числа и указатели для уравнений.

Среда сама открывает математические функции отображения, поэтому она не должна находиться внутри \[ ... \] или $ ... $; вложение его в другую математическую среду приводит к запутанным ошибкам.

Семья

gather обрабатывает несколько уравнений без общей точки выравнивания; он центрирует каждую строку и нумерует каждую. split строит одно многострочное уравнение под одним номером и должно находиться внутри equation. multline разбивает одну слишком длинную формулу без выравнивания: первая строка сбрасывается по левому краю, а последняя – по правому краю. Последние два подробно рассматриваются в уравнениях, которые не подходят.

Два вопроса решают, что использовать: являются ли линии отдельными уравнениями или одним ломаным уравнением, и есть ли точка выравнивания, которую стоит сложить? Разделить и выровнять: align. Отдельно и по центру: «собрать». Одиночный и выровненный: сплит. Одиночный и невыровненный: «многострочный».

Распространенные ошибки

Строка без & по-прежнему компилируется, но центрируется независимо и ничего не выравнивается. Два & в строке начинают вторую пару столбцов, которая align читается как второй столбец уравнений, расположенных рядом; если ваши выходные данные содержат уравнения, идущие вправо, посчитайте амперсанды. Завершающий \\ в последней строке добавляет пустую строку, которая отображается как нечетное вертикальное пространство под блоком. Введите трехэтапный вывод в живую площадку, чтобы увидеть, как выравнивание складывается.