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# 使用 amsmath 對齊方程式 es

套件 **amsmath** 提供相當多的方程式排版選項。可以選擇最適合文件的方程式排列方式，即使方程式非常大，或需要在同一行包含多個方程式也沒問題。

## 簡介

LaTeX 處理方程式的標準工具缺乏彈性，導致有時元素會重疊，甚至在方程式過大時截斷方程式元素。所有這些困難都可以透過套件 **amsmath**。先從一個範例開始：

```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/15c47e6396b32b98557a7fbeda4ff50bca80634c)

方程式必須包含在環境 *equation* 若需要顯示編號，可使用 *equation\** （加上星號）若不希望編號。在環境 *equation* 中使用環境 *split* 來將方程式拆分成較小的部分，這些部分會自動對齊。使用雙反斜線（double backslash）可作為換行。與號（et，也稱為英文的 ampersand） *&* 用來設定方程式垂直對齊的基準點。

[在 Overleaf 中開啟 amsmath 套件範例](https://www.sharelatex.com/project/new/template?zipUrl=/project/52e1889fd3e596077700148c/download/zip\&templateName=Amsmath_Example_Project\&compiler=pdflatex)

## 匯入 amsmath 套件

這一步非常簡單；如果你是 LaTeX 的常用使用者，可能早就知道了。要匯入套件 '*amsmath*，請在文件前言中加入以下程式碼。

`\usepackage{amsmath}`

[在 Overleaf 中開啟 amsmath 套件範例](https://www.sharelatex.com/project/new/template?zipUrl=/project/52e1889fd3e596077700148c/download/zip\&templateName=Amsmath_Example_Project\&compiler=pdflatex)

## 撰寫單一方程式

要顯示單一方程式，如前言中所述，可以使用環境 *equation\** 用於不編號的方程式，或使用環境 *equation* 用於編號的方程式。此外，也可以透過指令加入標籤 `\label`，之後可在文件中引用該標籤。

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

美麗的方程式 \ref{eu_eqn} 稱為歐拉方程式
```

![Amsmath-eqn2.png](/files/9041a2205f4f94d8dfe65f0435766bd0bde57994)

[開啟 amsmath 套件的 Overleaf 範例](https://www.sharelatex.com/project/new/template?zipUrl=/project/52e1889fd3e596077700148c/download/zip\&templateName=Amsmath_Example_Project\&compiler=pdflatex)

## 包含多行方程式

若要建立一個橫跨多行的方程式，應使用環境 *multline*。必須插入雙反斜線來設定方程式的分割點。第一部分會靠左對齊，而另一部分則會顯示在下一行並靠右對齊。

與其他指令相同，也可以在環境名稱後加上星號，以決定方程式是否編號。

```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/154fe96446013de8686216be3aa1cfebfdb5a6fc)

[在 Overleaf 中開啟 amsmath 套件範例](https://www.sharelatex.com/project/new/template?zipUrl=/project/52e1889fd3e596077700148c/download/zip\&templateName=Amsmath_Example_Project\&compiler=pdflatex)

## 拆分並對齊方程式

*split* 是一個與 *multline*非常相似的環境 *split* 。環境 *equation*用於將一個方程式拆成多個部分，然後以欄對齊，就像方程式的各部分放在表格中一樣。此環境必須在環境

## 對齊多個方程式

如果有多個方程式需要垂直對齊，環境 *align* 會負責處理：

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

![Amsmath-eqn4.png](/files/0f4479be9110c7af667b1e7b168a4c3385530080)

通常會將二元運算子（>、< 和 =）當作垂直對齊點，這樣可使文件在視覺上更美觀。

如前所述，與號 *&* 決定方程式的對齊點。讓我們看一個稍微更複雜的範例：

```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/b2701489f06a5ce153461af5245ad0fd6a30c1b0)

這裡方程式被排列成三欄。LaTeX 會假設每個方程式由兩個部分組成，並以字元 *&*；而且每個方程式又由前一個方程式以一個 *&*.

同樣地，也可以使用星號 \* 來啟用或停用方程式編號。當編號啟用時，可以為每一行分別加上標籤。

[開啟 amsmath 套件的 Overleaf 範例](https://www.sharelatex.com/project/new/template?zipUrl=/project/52e1889fd3e596077700148c/download/zip\&templateName=Amsmath_Example_Project\&compiler=pdflatex)

## 群組並置中方程式

如果你只需要顯示一串連續、置中且沒有任何對齊的方程式，請使用環境 *gather*。在這裡，使用星號來啟用／停用方程式編號的技巧同樣適用。

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

![Amsmath-eqn5.png](/files/d70ee49d7bc125d24fcab889a1885b1878f0137f)

[在 Overleaf 中開啟 amsmath 套件範例](https://www.sharelatex.com/project/new/template?zipUrl=/project/52e1889fd3e596077700148c/download/zip\&templateName=Amsmath_Example_Project\&compiler=pdflatex)

## 延伸閱讀

更多資訊請參閱：

* [數學表達式](/latex/zh-tw/shu-xue/01-mathematical-expressions.md)
* [中括號與小括號](/latex/zh-tw/shu-xue/03-brackets-and-parentheses.md)
* [下標與上標](/latex/zh-tw/shu-xue/02-subscripts-and-superscripts.md)
* [數學模式中的間距](/latex/zh-tw/shu-xue/08-spacing-in-math-mode.md)
* [數學模式中的顯示樣式](/latex/zh-tw/shu-xue/10-display-style-in-math-mode.md)
* [數學字型](/latex/zh-tw/shu-xue/12-mathematical-fonts.md)
* [希臘字母與數學符號列表](/latex/zh-tw/shu-xue/11-list-of-greek-letters-and-math-symbols.md)
* [運算子](/latex/zh-tw/shu-xue/07-operators.md)
* [分數與二項式](/latex/zh-tw/shu-xue/05-fractions-and-binomials.md)
* [amsmath 套件文件](http://mirrors.ctan.org/macros/latex/required/amsmath/amsmath.pdf)


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```
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```

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