latex:公式环境

1.单行公式环境 equation

单行公式环境equation可将一个公式，不管多长都可排版为一行，并给出一个序号。而由系统提供的displaymath环境等效于公式宏包提供的equation*环境. equation和displaymath都只能用于编排单行公式，期间，换行命令无效，而换段命令为非法，它将造成编译终端，引发系统给出错误信息。

代码：

\begin{equation}

f(x)=3x^{2}+6(x-2)-1

\end{equation}

2.1 使用align共十足环境将公式组中的公式关于等号对齐。

代码：

\begin{align}
f(x)&=2(x+1)^{2}-1\\
& = 2(x^{2}+2x+1)-1\\
& = 2x^{2}+4x+1
\end{align}

得到的公式如下：

2.2使用align公式组环境将公式组中的公式关于等号对齐

代码：

\begin{align}
A_{1}&=B_{1}B_{2} & A_{3} & = B_{1}\\
A_{2}&=B_{3}& A_{3}A_{4} & = B_{4}
\end{align}

得到的公式如下：

2.3 在公式的左侧加一条表示联立的竖线

代码：

\begin{align}
\rule[-8mm]{0.5pt}{11mm}\enskip  %这条代码表示添加竖线
& F=f(x)\\[-6mm]& Q(x)=q(y) + F
\end{align}

得到的公式如下：

3. 公式组环境flalign

公式组环境flalign与align的功能基本相同，唯一区别是列对之间的距离为弹性宽度，以使公式组两端对齐。

代码：

\begin{flalign}
A_{1}&=B_{1}B_{2} & A_{3} & = B_{1}\\
A_{2}&=B_{3}& A_{3}A_{4} & = B_{4}
\end{flalign}

得到的公式如下：

flalign环境下：

align环境下：

4.公式组环境gather

公式组函数用来编写中心对称的公式组，它以换行命令\\来区分各个公式，每个公式都与公式行居中对齐，每个公式都有自己的序号。

代码：

\begin{gather}
\ln y = x \lnx \\ y'=x^{x}(1+ \ln x)
\end{gather}

得到的公式如下：

5. 子公式环境 subequations

子公式环境subequations将其中所有的公式作为一个整体，给出一个主序号，而其中每个公式的序号，即子公式的序号为：主序号+子序号

代码：

在公式\eqref{eq:parent}中
\begin{subequations}\label{eq:parent}
\begin{align}
a & =b+c\\ d & = a+f\label{eq:sub2}
\end{align}
子公式 \eqref{eq:sub2}也可写作
\begin{equation}
d = b+c+f
\end{equation}
\end{subequations}

得到的公式如下：

6.多行公式环境 multline

多行公式环境multline可用于编写多行公式，首行左对齐，尾行右对齐，中间居中对齐，整个公式的序号在行尾给出。

代码：

\begin{multline}
A^{n}_{m}=m(m-1)\\+(m-2)\\+[m-(n-1)]
\end{multline}

得到的公式如下：

7.多行公式环境split

7.1 多行公式环境split也用于排版多行公式，但它与多行公式环境multline的区别主要是以下三点：

1) 用&作为分列符，但至多两列；左列右对齐，右列左对齐，形成一个列对，可使多行公式关于某个符号垂直对齐。因此用它排版的多行公式更为整齐美观。如果不用分列符&,所有公式行为一列，且全都与首行公式的右端对齐。

2)必须置于除multline环境之外的其它公式环境中。

3) 自身并不生成公式序号，而是由外在公式环境提供，序号垂直居中。

代码：

\begin{equation}\begin{split}
f(x) &=2(x+1)^{2}-1\\
& = 2(x^{2}+2x+1)-1\\
& = 2x^{2}+4x+1
\end{split}\end{equation}

得到的公式如下（以等号为标准对齐的）：

7.2 如果去除&分列符，代码及公式如下：

\begin{equation}\begin{split}
f(x) =2(x+1)^{2}-1\\
= 2(x^{2}+2x+1)-1\\
= 2x^{2}+4x+1
\end{split}\end{equation}

得到的公式是以首行右对齐

8.1 块环境gathered, aligned 和alignedat

公式环境 gather, align 和 alignat 都可以排版多行公式或者公式组，但每行公式都占据了公式航的总宽度，即当前文本行的宽度，也就是说无法将它们作为一个“块”，放入其他公式环境中，成为其它公式的一个组成部分。gathered, aligned 和 alignedat只占据自身的自然宽度，这样可在一行中放置多个公式块。所有块环境都不提供序号。

代码：

\begin{equation}
\begin{aligned}
f(x,y) &=0 \\ z &=c
\end{aligned}
\quad\text{与}\quad
\begin{gathered}
x=t\cos t \\ z = at
\end{gathered}
\end{equation}

得到的公式如下（第一列公式在align环境下编写，以等号对齐；第二列的公式是在gather环境下编写，所以是居中对齐）：

8.2 在公式组的右侧用花括号的形式给出简要说明。

左、右命令\left 和 \right必须成对使用，如只需一个，那另一个也得空置，所以上例中空置一个\left.  "\left."代表空置的意思。

代码：

\begin{equation}\left.
\begin{aligned}
x &=t\cos t\\ z &=at
\end{aligned}\right\}\text{参数方程}
\end{equation}

得到的公式如下：

9.1 单花括号环境

左花括号环境 cases。cases包的调用要在amsmath的调用命令之后，以免发生冲突。

左花括号环境cases用于在其他公式环境中排版带有左花括号的公式,花括号作为一个标号

代码：

\begin{equation}
|x|=
\begin{cases}
x& \text{如果$ x \geq 0 $} \\
-x &\text{如果$ x\leq 0 $}
\end{cases}
\end{equation}

得到的公式如下：

9.2 左花括号 subnumcases

每行公式独立给出一个序号，块内的号码是并列的，使用前需要调用cases宏包

代码：

\usepackage{cases}
\begin{subnumcases}{|x|=}
x& $x\geq 0 $\\
-x& $x\leq 0$
\end{subnumcases}

得到的公式：

9.3 左花括号 numcases

每行公式给出一个独立序号，每个序号是不同的编号

代码：

\begin{numcases}{|x|=}
x & $x\geq 0 $ \\
-x & $x\leq 0 $
\end{numcases}

得到的公式如下：

9.4 右括号环境 mathtools包

mathtools提供了一个rcases右括号环境，它可用于编排仅带有右花括号的数学式。

代码（需要调用宏包mathtools）：

\usepackage{mathtools}
\begin{equation*}
\begin{rcases}
\text{正无理数}\\ \text{负无理数}
\end{rcases} \text{无限不循环小数}
\end{equation*}