为什么 \[...\] 在页面顶部做了错误的事？

Question

阅读后$$、[、align、equation 和 displaymath 之间有什么区别？之后，我决定真正了解里面发生了什么\[...\]，所以我设计了一些测试。我发现的东西让我困惑不已。

为什么\[...\]在页面顶部做错事？

的定义\[不遗余力地通过调用来抑制额外的垂直空间\nointerlineskip，但是添加通过创建一个占行宽 60% 的空框来隐式地保留垂直空间：\makebox[.6\linewidth]{}。

我可以理解在某些情况下这样做是可取的，但对于页面顶部显示的公式来说，这样做无疑是错误的，因为它会在顶部产生一整行不必要的空间。无论是强制分页还是段落后自然分页，都会发生这种情况。

这是一个最小的工作示例：

\documentclass{article}
\begin{document}
\newpage $$y=x^2$$
\newpage \[y=x^2\]
\end{document}

请注意，第二个方程在页面上的位置比第一个方程低得多。有人知道这是为什么吗？这是缺陷吗\[...\]？是设计使然吗？

请注意，它也在 内部（顶部）执行此操作\parbox。

Answer 1

这amsmath包裹\[重新定义和的显示数学方程定义\]，从而纠正此行为。因此，您需要做的就是使用

\usepackage{amsmath}% http://ctan.org/pkg/amsmath

在您的文件序言中。

Answer 2

简单的答案是不幸的是，整套核心 LaTeX “数学”环境都存在缺陷（如果不是说是损坏的话）。例如，比较\[ a=b \]一下的结果\begin{eqnarray} a&=&b \end{eqnarray}——间距完全错误。

您的示例只是这种情况的另一个例子，但在这种情况下，由于某种原因，Leslie 做出了刻意的设计决定（或者我相信从代码中可以看出）。

无论如何，如果进行任何严肃的数学运算，使用amsmath是可行的方法；应该避免使用核心 LaTeX 中的基本实现。

现在，如果有人问为什么这个问题没有得到解决？答案是文档排版与过去 25 年内使用核心 LaTeX 编写的所有文档兼容。自 1994 年以来，这个修复就一直存在，它被称为

\usepackage{amsmath}

Answer 3

您已经有两个很好的答案了；我想解释一下为什么您不必真正关心。通常情况下，页面顶部不应该显示公式。摘自 TeXbook，第 189 页：

纯 TeX 集\predisplaypenalty=10000，因为精细打印机传统上不会在页面的最顶部显示公式。

的效果\predisplaypenalty=10000是，在显示的公式之前不允许分页。因此，你的前提是错误的

无论是强制分页的结果还是段落后自然换行的结果，都会发生这种情况。

是的，强制分页符后可能会发生这种情况，但“自然”不会发生这种情况，除非您更改\predisplaypenalty。此外，强制分页符应仅在特殊情况下使用，并且切勿在显示公式之前使用。我也不建议以显示公式:-)开始。\parbox