複数行の数式と位置揃え

align を使用して、複数行の数式を等号、プラス記号、その他の位置で揃えます。align* を使用して、番号なしのバージョンを作成します。長い導出は、フォントを縮小したり、無理に1行に詰め込んだりせず、論理的な手順に従って改行してください。

EasyLaTeX のコンパイラー設定：LuaLaTeX + ltjsarticle；amsmathを読み込む必要があります。

基本的な配置合わせ#

align内では、&が位置合わせ位置を示し、\\が1行を終了します：

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

上の例では、2つの等号を揃え、各行に番号を付けています。揃え位置は一般に、等号、関係記号、または演算子の前に置きます。& を通常の文字として数式に書き込まないでください。

番号なしのアラインメント#

引用を必要としない導出にはアスタリスク付きのバージョンを使用：

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

2行目の前の空白はソースファイルを読みやすくするだけで、PDFには影響しません。本当に位置揃えを決定するのは & です。

一組の数式には一度だけ番号を付ける#

導出全体に1つの番号だけが必要な場合は、equation を使って aligned を囲みます：

\begin{equation}
\begin{aligned}
  f(x) &= x^2 + 2x + 1 \\
       &= (x+1)^2.
\end{aligned}
\end{equation}

aligned は数学環境内にのみ埋め込むことができ、それ自体は独立した番号を生成しません。逆に、align はすでに独立した表示環境であるため、equation の中にさらにネストすべきではありません。

数式内部での位置揃え#

複数の定義、制約、または説明には aligned を使用できます：

\[
  \begin{aligned}
    x + y &= 10, \\
    x - y &= 2.
  \end{aligned}
\]

この書き方は、番号を付ける必要のないグループ化された数式に適しています。各行に番号を付ける必要がある場合は、alignを使用してください。

改行とマーカー#

ある行に番号を表示したくない場合は、行末に \notag：を追加します。

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

各ステップを説明する必要がある場合は、日本語の説明を数式の外に置くか、\text{...}を使用してください。数式に段落の説明となる大量の文字を等号の後に積み重ねないでください。

よくある誤用#

& 数量が一致しない#

同じ align 環境の各行は、同じ配置構造である必要があります。エラー Extra alignment tab has been changed to \cr が発生した場合は、ある行に & を書きすぎていないか、または書き忘れていないかを確認してください。

equation の中に align をネストする#

align 自体が表示され、番号が付けられます。番号が1つだけ必要な場合は、equation と aligned の組み合わせを使用します。

使用 eqnarray#

eqnarray は古い環境であり、演算子の周囲の間隔が理想的ではありません。新しいドキュメントでは、amsmath が提供する align、gather、multline などの環境を使用します。

完全な例#

\documentclass[a4paper,12pt]{ltjsarticle}
\usepackage{amsmath}

\begin{document}

各行に番号を付ける：
\begin{align}
  (x+1)^2 &= x^2 + 2x + 1, \\
  (x-1)^2 &= x^2 - 2x + 1.
\end{align}

全体に1つの番号を付ける：
\begin{equation}
\begin{aligned}
  f(x) &= x^2 + 2x + 1 \\
       &= (x+1)^2.
\end{aligned}
\end{equation}

\end{document}