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多行公式與對齊

使用 align 將多行公式在等號、加號或其他位置對齊;使用 align* 建立不編號版本。長推導應按邏輯步驟換行,而不是縮小字型或強行塞進一行。

EasyLaTeX 編譯器設定:XeLaTeX + ctex;需載入 amsmath。

基本對齊

在 align 中,& 標記對齊位置,\\ 結束一行:

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

上例將兩個等號對齊,併為每一行生成編號。對齊點一般放在等號、關係符或運算子之前,不要把 & 當作普通字元寫進公式。

不編號的對齊

不需要引用的推導使用帶星號版本:

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

第二行前的空格只讓原始檔更易讀,不影響 PDF;真正決定對齊的是 &。

一組公式只編號一次

整組推導只需要一個編號時,使用 equation 包住 aligned:

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

aligned 只能嵌在數學環境中;它本身不生成獨立編號。反過來,align 已經是獨立顯示環境,不應再巢狀進 equation。

在公式內部對齊

對多項定義、約束或說明可使用 aligned:

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

這種寫法適合不需要編號的成組公式。若每行都要編號,改用 align。

換行與標記

某一行不希望顯示編號時,在行末新增 \notag:

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

需要解釋每一步時,把中文解釋放在公式外,或使用 \text{...}。不要透過在等號後堆疊大量文字來讓公式承擔段落說明。

常見誤用

& 數量不一致

同一個 align 環境的各行應有相同的對齊結構。錯誤訊息 Extra alignment tab has been changed to \cr 時,檢查某一行是否多寫或少寫了 &。

在 equation 中巢狀 align

align 自己會顯示並編號。若只要一個編號,使用 equation 與 aligned 的組合。

使用 eqnarray

eqnarray 是舊環境,運算子周圍的間距不理想。新文件使用 amsmath 提供的 align、gather、multline 等環境。

完整示例

LaTeX
\documentclass[UTF8,a4paper,12pt]{ctexart}\ctexset{contentsname={目錄},listfigurename={插圖目錄},listtablename={表格目錄},figurename={圖},tablename={表}}\usepackage{amsmath}​\begin{document}​每一行編號:\begin{align}  (x+1)^2 &= x^2 + 2x + 1, \\  (x-1)^2 &= x^2 - 2x + 1.\end{align}​整組只編號一次:\begin{equation}\begin{aligned}  f(x) &= x^2 + 2x + 1 \\       &= (x+1)^2.\end{aligned}\end{equation}​\end{document}
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