如何将指数置于分子和分母的同一高度？

Question 1

您可以通过一个简单的技巧来提高分母的指数\mathpalette：

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}
\usepackage{tikz}

\newcommand{\bfrac}[2]{%
  \frac{#1}{\mathpalette\uncrampeddenominator{#2}}%
}
\newcommand{\uncrampeddenominator}[2]{#1#2}

\begin{document}

X
\begin{tikzpicture}
  \path node[draw]{%
    $\begin{gathered}
    \bfrac{2^{-2}}{1}
    \end{gathered}$%
  };
\end{tikzpicture}\quad
\begin{tikzpicture}
  \path node[draw]{%
    $\begin{gathered}
    \bfrac{1}{2^{-2}}
    \end{gathered}$%
  };
\end{tikzpicture}\quad
\begin{tikzpicture}
  \path node[draw]{%
    $\begin{gathered}
    \frac{1}{2^{-2}}
    \end{gathered}$%
  };
\end{tikzpicture}
X

\bigskip

X
\begin{tikzpicture}
  \path node[draw]{%
    $\begin{gathered}
    \bfrac{2^{-2}}{1^{\vphantom{-2}}}
    \end{gathered}$%
  };
\end{tikzpicture}\quad
\begin{tikzpicture}
  \path node[draw]{%
    $\begin{gathered}
    \bfrac{1^{\vphantom{-2}}}{2^{-2}}
    \end{gathered}$%
  };
\end{tikzpicture}
X

\end{document}

然而，这两个部分的大小不同，只有幻影才能使它们相等。

在第一行中，我展示了的最终结果\bfrac，为了进行比较，展示了的版本\frac。

在第二行中，您可以看到均衡的分数。

Answer

您可以通过一个简单的技巧来提高分母的指数\mathpalette：

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}
\usepackage{tikz}

\newcommand{\bfrac}[2]{%
  \frac{#1}{\mathpalette\uncrampeddenominator{#2}}%
}
\newcommand{\uncrampeddenominator}[2]{#1#2}

\begin{document}

X
\begin{tikzpicture}
  \path node[draw]{%
    $\begin{gathered}
    \bfrac{2^{-2}}{1}
    \end{gathered}$%
  };
\end{tikzpicture}\quad
\begin{tikzpicture}
  \path node[draw]{%
    $\begin{gathered}
    \bfrac{1}{2^{-2}}
    \end{gathered}$%
  };
\end{tikzpicture}\quad
\begin{tikzpicture}
  \path node[draw]{%
    $\begin{gathered}
    \frac{1}{2^{-2}}
    \end{gathered}$%
  };
\end{tikzpicture}
X

\bigskip

X
\begin{tikzpicture}
  \path node[draw]{%
    $\begin{gathered}
    \bfrac{2^{-2}}{1^{\vphantom{-2}}}
    \end{gathered}$%
  };
\end{tikzpicture}\quad
\begin{tikzpicture}
  \path node[draw]{%
    $\begin{gathered}
    \bfrac{1^{\vphantom{-2}}}{2^{-2}}
    \end{gathered}$%
  };
\end{tikzpicture}
X

\end{document}

然而，这两个部分的大小不同，只有幻影才能使它们相等。

在第一行中，我展示了的最终结果\bfrac，为了进行比较，展示了的版本\frac。

在第二行中，您可以看到均衡的分数。

Question 2

您可以借助 mathtools 包强制分子采用分母的狭窄样式。

您还可以说服分母不要使用局促的风格；也许我的方法过于复杂，但它确实有效。

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath, mathtools}
\begin{document}
$\frac{2^{-2}}{1}\frac{1}{2^{-2}}\cramped{\frac{2^{-2}}{1}}$

\makeatletter

$\frac{2^{-2}}{1}\frac{1}{\mbox{\m@th\let\f@size\sf@size$2^{-2}$}}\frac{2^{-2}}{\mbox{\m@th\let\f@size\sf@size$1^{\vphantom{-2}}$}}$
\end{document}

解决“痉挛”的另一种方法是使用\textrm（或\textnormal）宏。

$\frac{2^{-2}}{1}\frac{1}{\textrm{$2^{-2}$}}\frac{2^{-2}}{\textrm{$1^{\vphantom{-2}}$}}$

它给出的输出与上面完全相同。但它确实需要\m@th。我删除它只是因为通常\mathsurround是消失维度，所以我们可以避免\makeatletter并使它看起来很简单。

（通常\textrm会从周围的文本中继承粗体系列或斜体形状，但我们再次进入其参数中的数学模式，因此这对我们来说并不重要。）

一些附加信息。该方法\textrm有效amsmath仅在加载的假设下！

确实（并且我在某些时候变得不稳定，因为我正在查看 LaTeX 的定义\textrm并且\textnormal无法理解它们如何按上述方式工作；但 amsmath 改变了它们！）。

例如，考虑一下

$2^{\textrm{3}}$

左侧输出带有 amsmath 的内容，右侧不带有 amsmath 的内容：

需要注意的是\textrm，\textnormal，等...amsmath加载后会通过一个东西（如\text）进行\mathchoice，因此它们会排版 4 次（显示、文本、脚本、下标大小）。因此，最有效的方法是使用我最初提出的方法，可能将其抽象为宏以使其看起来美观而简单。

Answer