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由方程封闭的定理环境中的垂直空间错误

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由方程封闭的定理环境中的垂直空间错误

碰巧的是，LaTeX 为了垂直填充页面，会在方程式环境（和其他垂直空间）周围添加额外的空格。现在假设我有一个定理环境（使用 amsthm），它以一个方程式结尾，例如：

\begin{theorem}
  It holds
  \begin{equation}
    2+2=4
  \end{equation}
\end{theorem}

\begin{proof}
  Straightforward.
\end{proof}

假设这段代码呈现在被 LaTeX 垂直拉伸的页面中。那么 LaTeX 只会在公式之前添加额外的垂直空间，而不会在公式之后添加，这看起来很丑陋。问题出在哪里？

编辑：只有当我使用自定义定理样式时才会出现此问题。所以问题是：我应该如何使用命令 \newtheoremstyle 才能正确处理间距？例如

\newtheoremstyle{myplain} {2cm}% ⟨Space above⟩
{2cm}% ⟨Space below⟩
{\itshape}% ⟨Body font⟩
{}% ⟨Indent amount⟩
{\bfseries}% ⟨Theorem head font⟩
{.}% ⟨Punctuation after theorem head⟩
{.5em}% ⟨Space after theorem head⟩2
{}% ⟨Theorem head spec (can be left empty, meaning ‘normal’)⟩

给出了上述问题，而

\newtheoremstyle{myplain} {\topsep}% ⟨Space above⟩
{\topsep}% ⟨Space below⟩
{\itshape}% ⟨Body font⟩
{}% ⟨Indent amount⟩
{\bfseries}% ⟨Theorem head font⟩
{.}% ⟨Punctuation after theorem head⟩
{.5em}% ⟨Space after theorem head⟩2
{}% ⟨Theorem head spec (can be left empty, meaning ‘normal’)⟩

才不是。

EDIT2：一个工作示例：

\documentclass[a4paper]{amsart}

\usepackage{amsthm}
\newtheoremstyle{myplain} {2cm}% ⟨Space above⟩
{2cm}% ⟨Space below⟩
{\itshape}% ⟨Body font⟩
{}% ⟨Indent amount⟩
{\bfseries}% ⟨Theorem head font⟩
{.}% ⟨Punctuation after theorem head⟩
{.5em}% ⟨Space after theorem head⟩2
{}% ⟨Theorem head spec (can be left empty, meaning ‘normal’)⟩
\theoremstyle{myplain}
\newtheorem{theorem}{Theorem}

\begin{document}
\begin{theorem}
  It holds
  \begin{equation}
    2+2=4
  \end{equation}
\end{theorem}

\begin{proof}
  Straightforward.
\end{proof}

\bigskip \bigskip \bigskip \bigskip \bigskip \bigskip \bigskip \bigskip
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\bigskip \bigskip \bigskip \bigskip \bigskip \bigskip \bigskip \bigskip

\begin{gather}
  2\\
  2\\
  2\\
\end{gather}
\end{document}

答案1

您观察到了一些有趣的行为！您可以将其视为 LaTeX 内核中的一种错误。那么这里发生了什么？显示屏下方有一些垂直空间（\belowdisplayskip）和定理之后（\thm@postskip的2cm现在 LaTeX 的设计使得它不会添加和但较大的一个这两个垂直空间（这很好）。

问题在于如何选择较大的空间。这是在 LaTeX 的 中完成的\@xaddvskip，它只比较空间的“自然长度”分量，而不比较可用的拉伸和收缩。在您的例子中，\belowdisplayskip是4.19998pt plus 4.19998pt，\thm@postskip是56.9055pt。通常后者较大，但您遇到的情况是空间被拉伸到通常允许的 128 倍左右（这就是您收到警告的原因Underfull \vbox！）。因此，\belowdisplayskip实际上是两个空间中较大的一个，但只在显示下方\@xaddvskip添加了较小的一个\thm@postskip。2cm

我认为一个好的解决方案是与最大限度两个垂直空间的，含义如下：使用自然和拉伸分量的最大值，以及收缩分量的最小值。我\@xaddvskip在下面的代码中实现了适当的修改。在左侧，您可以看到代码的输出，在右侧，可以看到修改后的输出\@xaddvskip：

原始输出      提高产量

您可以看到，在改进的（右）版本中，等式下方的空间比上方的空间要多一点。原因是等式上方\abovedisplayskip使用了（ ），而和4.19998pt plus 4.19998pt的最大值下方的空间为，等于，因此比上方的空间多一点。这很好，因为您想要在定理下方留出更多空间！\belowdisplayskip\thm@postskip56.9055pt plus 4.19998pt52.7pt

请注意，以下代码仅仅是一个概念证明，如果涉及无限拉伸或收缩组件，它就无法正常工作。

\documentclass[a4paper]{amsart}

\makeatletter
\def\@xaddvskip{%
  \ifdim\lastskip<\@tempskipb
    \edef\last@stretch{\the\gluestretch\lastskip}
    \edef\last@shrink{\the\glueshrink\lastskip}
    \edef\next@stretch{\the\gluestretch\@tempskipb}
    \edef\next@shrink{\the\glueshrink\@tempskipb}
    \vskip-\lastskip
    \dimen@=\@tempskipb
    \vskip\dimen@ plus
      \ifdim \last@stretch > \next@stretch
        \last@stretch
      \else
        \next@stretch
      \fi
    minus
      \ifdim \last@shrink < \next@shrink
        \last@shrink
      \else
        \next@shrink
      \fi
  \else
    \ifdim\@tempskipb<\z@
      \ifdim\lastskip<\z@
      \else
        \advance\@tempskipb\lastskip
        \vskip-\lastskip
        \vskip \@tempskipb
      \fi
    \fi
  \fi}
\makeatother

\usepackage{amsthm}
\newtheoremstyle{myplain} {2cm}% ⟨Space above⟩
{2cm}% ⟨Space below⟩
{\itshape}% ⟨Body font⟩
{}% ⟨Indent amount⟩
{\bfseries}% ⟨Theorem head font⟩
{.}% ⟨Punctuation after theorem head⟩
{.5em}% ⟨Space after theorem head⟩2
{}% ⟨Theorem head spec (can be left empty, meaning ‘normal’)⟩
\theoremstyle{myplain}
\newtheorem{theorem}{Theorem}

\begin{document}
\begin{theorem}
  It holds
  \begin{equation}
    2+2=4
  \end{equation}
\end{theorem}

\begin{proof}
  Straightforward.
\end{proof}

\bigskip \bigskip \bigskip \bigskip \bigskip \bigskip \bigskip \bigskip
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\bigskip \bigskip \bigskip \bigskip \bigskip \bigskip \bigskip \bigskip

\begin{gather}
  2\\
  2\\
  2\\
\end{gather}
\end{document}

只是为了完整性，这里是我原来的 e-TeX-free 实现\getstretch和\getshrink：

\begingroup
  \catcode`P=12
  \catcode`L=12
  \catcode`U=12
  \catcode`S=12
  \catcode`M=12
  \catcode`I=12
  \catcode`N=12
  \catcode`T=12
  \lowercase{
    \def\x{%
      \def\getstretch##1{\expandafter\get@stretch\the##1PLUS 0PT\endmarker}
      \def\get@stretch##1PLUS##2PT##3\endmarker{##2}
      \def\getshrink##1{\expandafter\get@shrink\the##1MINUS 0PT\endmarker}
      \def\get@shrink##1MINUS##2PT##3\endmarker{##2}
    }}
  \expandafter\endgroup\x

答案2

问题是你的“上方空间”和“下方空间”没有灵活性，而\topsep有。增加一些灵活性：

\documentclass[a4paper]{amsart}

\usepackage{amsthm}
\newtheoremstyle{myplain}
  {2cm plus 1cm minus 0.5cm}% ⟨Space above⟩
  {2cm plus 1cm minus 0.5cm}% ⟨Space below⟩
  {\itshape}% ⟨Body font⟩
  {}% ⟨Indent amount⟩
  {\bfseries}% ⟨Theorem head font⟩
  {.}% ⟨Punctuation after theorem head⟩
  {.5em}% ⟨Space after theorem head⟩2
  {}% ⟨Theorem head spec (can be left empty, meaning ‘normal’)⟩
\theoremstyle{myplain}
\newtheorem{theorem}{Theorem}

\begin{document}
Some text above.

\begin{theorem}
  It holds
  \begin{equation}
    2+2=4
  \end{equation}
\end{theorem}

\begin{proof}
  Straightforward.
\end{proof}

some text for stretching
\pagebreak

\end{document}

在此处输入图片描述

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