Mehrzeilige Gleichungen und Ausrichtung

Mit align richten Sie mehrzeilige Formeln an Gleichheitszeichen, Pluszeichen oder anderen Stellen aus; align* erzeugt eine unnummerierte Fassung. Brechen Sie lange Herleitungen nach logischen Schritten um, statt die Schrift zu verkleinern oder alles in eine Zeile zu zwingen.

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Grundlegende Ausrichtung#

In align markiert & die Ausrichtungsstelle und \\ beendet eine Zeile:

1\begin{align}2  (x+1)^2 &= x^2 + 2x + 1, \\3  (x-1)^2 &= x^2 - 2x + 1.4\end{align}

Das Beispiel richtet die beiden Gleichheitszeichen aus und erzeugt für jede Zeile eine Nummer. Der Ausrichtungspunkt steht gewöhnlich vor dem Gleichheitszeichen, Relationszeichen oder Operator. Behandeln Sie & nicht wie ein gewöhnliches Formelzeichen.

Ausrichtung ohne Nummerierung#

Für Herleitungen ohne Verweisbedarf verwenden Sie die Sternform:

1\begin{align*}2  f(x) &= x^2 + 2x + 1 \\3       &= (x+1)^2.4\end{align*}

Die Leerzeichen vor der zweiten Zeile machen nur den Quelltext lesbarer und beeinflussen das PDF nicht. Entscheidend für die Ausrichtung ist &.

Nur eine Nummer für eine Formelgruppe#

Benötigt die gesamte Herleitung nur eine Nummer, umschließen Sie aligned mit equation:

1\begin{equation}2\begin{aligned}3  f(x) &= x^2 + 2x + 1 \\4       &= (x+1)^2.5\end{aligned}6\end{equation}

aligned kann nur in eine Mathematikumgebung eingebettet werden und erzeugt selbst keine eigene Nummer. Dagegen ist align bereits eine eigenständige abgesetzte Umgebung und sollte nicht in equation verschachtelt werden.

Ausrichtung innerhalb von Formeln#

Für mehrere Definitionen, Nebenbedingungen oder Erläuterungen können Sie aligned verwenden:

1\[2  \begin{aligned}3    x + y &= 10, \\4    x - y &= 2.5  \end{aligned}6\]

Dies eignet sich für gruppierte Gleichungen ohne Nummerierung. Soll jede Zeile eine Nummer erhalten, verwenden Sie align.

Zeilenumbrüche und Markierungen#

Soll eine bestimmte Zeile keine Nummer zeigen, ergänzen Sie am Zeilenende \notag:

1\begin{align}2  f(x) &= x^2 + 2x + 1 \notag \\3       &= (x+1)^2.4\end{align}

Erläutern Sie einzelne Schritte außerhalb der Formel oder mit \text{...}. Überladen Sie die Formel nicht mit absatzlangen Erklärungen hinter dem Gleichheitszeichen.

Häufige Fehlanwendungen#

Unterschiedliche Anzahl von &#

Zeilen derselben align-Umgebung sollten dieselbe Ausrichtungsstruktur haben. Prüfen Sie bei Extra alignment tab has been changed to \cr, ob eine Zeile ein & zu viel oder zu wenig enthält.

align in equation verschachteln#

align setzt und nummeriert sich selbst. Für eine einzige Nummer verwenden Sie equation zusammen mit aligned.

eqnarray verwenden#

eqnarray ist eine alte Umgebung mit ungünstigen Operatorabständen. Die neue Dokumentation verwendet align, gather und multline aus amsmath.

Vollständiges Beispiel#

1\documentclass[a4paper,12pt]{article}2\usepackage[T1]{fontenc}3\usepackage{lmodern}4\usepackage[ngerman]{babel}5\usepackage{amsmath}6​7\begin{document}8​9Jede Zeile nummerieren:10\begin{align}11  (x+1)^2 &= x^2 + 2x + 1, \\12  (x-1)^2 &= x^2 - 2x + 1.13\end{align}14​15Eine Nummer für die gesamte Gruppe:16\begin{equation}17\begin{aligned}18  f(x) &= x^2 + 2x + 1 \\19       &= (x+1)^2.20\end{aligned}21\end{equation}22​23\end{document}