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# amsmathを使った数式の整列 es

パッケージ **amsmath** このパッケージには、方程式を表示するための多くのオプションが用意されている。方程式が非常に大きい場合や、1 行に複数の方程式を入れる必要がある場合でも、文書に最も適した方程式の配置を選べる。

## はじめに

LaTeX の標準的な方程式処理ツールは柔軟性に欠け、その結果、要素が重なったり、方程式が大きすぎると一部が切り捨てられたりすることがある。これらの問題はすべて、パッケージ **amsmath**。まずは例を見てみよう：

```latex
\begin{equation} \label{eq1}
\begin{split}
A & = \frac{\pi r^2}{2} \\
 & = \frac{1}{2} \pi r^2
\end{split}
\end{equation}
```

![Amsmath-eqn1.png](/files/ba10f56c9e0ef30d974b2bd736d3692abad973e9)

方程式は環境内に含める必要がある *equation* 番号付きで表示したい場合は、 *equation\** （アスタリスク付き）を使う。番号を付けたくない場合は、 *equation* 環境では *split* 方程式をより小さな部分に分割するために使う。二重バックスラッシュ（double backslash）は改行として機能する。et 記号（英語名の ampersand としても知られる）は *&* 方程式を垂直方向に整列させる基準点を設定するために使う。

[Overleaf で amsmath パッケージの例を開く](https://www.sharelatex.com/project/new/template?zipUrl=/project/52e1889fd3e596077700148c/download/zip\&templateName=Amsmath_Example_Project\&compiler=pdflatex)

## amsmath パッケージを読み込む

この手順はとても簡単で、LaTeX を頻繁に使うならおそらくすでに知っているだろう。パッケージ '*amsmath*' を読み込むには、文書のプリアンブルに次のコード行を追加する。

`\usepackage{amsmath}`

[Overleaf で amsmath パッケージの例を開く](https://www.sharelatex.com/project/new/template?zipUrl=/project/52e1889fd3e596077700148c/download/zip\&templateName=Amsmath_Example_Project\&compiler=pdflatex)

## 1 つの方程式を書く

1 つの方程式を表示するには、はじめに述べたように、環境 *equation\** を使って番号なし方程式を、あるいは環境 *equation* を使って番号付き方程式を表示する。さらに、コマンド `\label`でラベルを追加することもでき、そのラベルは後で文書内から参照できる。

```latex
\begin{equation} \label{eu_eqn}
e^{\pi i} - 1 = 0
\end{equation}

美しい方程式 \ref{eu_eqn} はオイラーの方程式として知られている
```

![Amsmath-eqn2.png](/files/4f62c309dd8dcf061e240b3854334c313d2c5b24)

[Overleaf で amsmath パッケージの例を開く](https://www.sharelatex.com/project/new/template?zipUrl=/project/52e1889fd3e596077700148c/download/zip\&templateName=Amsmath_Example_Project\&compiler=pdflatex)

## 複数行の方程式を含める

2 行以上にわたる方程式を作成するには、環境 *multline*を使う。方程式を分割する位置を決めるには、二重バックスラッシュを挿入する。最初の部分は左揃えになり、残りの部分は次の行に表示され右揃えになる。

他のコマンドと同様に、環境名にアスタリスクを付けて、方程式に番号を付けるかどうかを指定できる。

```latex
\begin{multline*}
p(x) = 3x^6 + 14x^5y + 590x^4y^2 + 19x^3y^3\\
- 12x^2y^4 - 12xy^5 + 2y^6 - a^3b^3
\end{multline*}
```

![Amsmath-eqn3.png](/files/ce62d0adc2b2758428243287ef41f0d3abf5a25f)

[Overleaf で amsmath パッケージの例を開く](https://www.sharelatex.com/project/new/template?zipUrl=/project/52e1889fd3e596077700148c/download/zip\&templateName=Amsmath_Example_Project\&compiler=pdflatex)

## 方程式を分割して整列する

*split* は、〜に非常によく似た環境である *multline*。 *split* 方程式をいくつかの部分に分割し、それらを表の中にあるかのように列ごとに整列させるために使う。この環境は、環境 *equation*内で使う必要がある。例はこの記事の冒頭にある導入部分を参照してほしい。

## 複数の方程式を整列する

垂直方向に整列させる必要がある複数の方程式がある場合は、環境 *align* がそれを担う：

```latex
\begin{align*}
2x - 5y &=  8 \\
3x + 9y &=  -12
\end{align*}
```

![Amsmath-eqn4.png](/files/5ce5b52d47540e7a71060649bec1675457f3c96a)

通常は、二項演算子（>, <, =）を垂直整列の基準点として用いることで、見た目のよい文書になる。

前述のとおり、アンパサンド記号 *&* が方程式の整列位置を決める。もう少し複雑な例を見てみよう：

```latex
\begin{align*}
x&=y           &  w &=z              &  a&=b+c\\
2x&=-y         &  3w&=\frac{1}{2}z   &  a&=b\\
-4 + 5x&=2+y   &  w+2&=-1+w          &  ab&=cb
\end{align*}
```

![Amsmath-eqn6.png](/files/e4d0f85306dbf50c8be2ddabd87e2d45c336c8f5)

ここでは、方程式は 3 列に配置されている。LaTeX は、各方程式が文字 *&*&#x3067;区切られた 2 つの部分から成り、さらに各方程式は前の方程式から *&*.

ここでもアスタリスク \* を使って、方程式の番号付けを有効・無効にできる。番号付けが有効な場合は、各行に個別のラベルを付けられる。

[Overleaf で amsmath パッケージの例を開く](https://www.sharelatex.com/project/new/template?zipUrl=/project/52e1889fd3e596077700148c/download/zip\&templateName=Amsmath_Example_Project\&compiler=pdflatex)

## 方程式をまとめて中央揃えにする

連続する方程式を、中央揃えで、整列なしに表示したいだけなら、環境 *gather*を使う。方程式の番号付けを有効・無効にするアスタリスクの技巧はここでも使える。

```latex
\begin{gather*}
2x - 5y =  8 \\
3x^2 + 9y =  3a + c
\end{gather*}
```

![Amsmath-eqn5.png](/files/56470852d96fe30afae97bb2f2272f979a28b172)

[Overleaf で amsmath パッケージの例を開く](https://www.sharelatex.com/project/new/template?zipUrl=/project/52e1889fd3e596077700148c/download/zip\&templateName=Amsmath_Example_Project\&compiler=pdflatex)

## さらに読む

詳細は以下を参照：

* [数式](/latex/ja/shu-xue/01-mathematical-expressions.md)
* [角括弧と丸括弧](/latex/ja/shu-xue/03-brackets-and-parentheses.md)
* [下付き文字と上付き文字](/latex/ja/shu-xue/02-subscripts-and-superscripts.md)
* [数式モードでのスペース](/latex/ja/shu-xue/08-spacing-in-math-mode.md)
* [数式モードでの表示スタイル](/latex/ja/shu-xue/10-display-style-in-math-mode.md)
* [数学フォント](/latex/ja/shu-xue/12-mathematical-fonts.md)
* [ギリシャ文字と数式記号の一覧](/latex/ja/shu-xue/11-list-of-greek-letters-and-math-symbols.md)
* [演算子](/latex/ja/shu-xue/07-operators.md)
* [分数と二項係数](/latex/ja/shu-xue/05-fractions-and-binomials.md)
* [amsmath パッケージのドキュメント](http://mirrors.ctan.org/macros/latex/required/amsmath/amsmath.pdf)


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