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将多个方程对齐到第一行

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将多个方程对齐到第一行

我在单个方程环境内有多行，其中 & 在 = 处对齐，但整个“块”按最长的方程式居中对齐。

我想要的是将第一条线/方程式居中对齐，并将其余部分与第一个方程式对齐，如何实现？

\begin{equation*}
    \text{centered example line}
\end{equation*}

\begin{equation*}
\begin{aligned}
    \cos^{-1}{x} &= \sin^{-1}{\frac{1}{3}} + \sin^{-1}{\frac{7}{9}} \\
    x &= \cos(\sin^{-1}{\frac{1}{3}} + \sin^{-1}{\frac{7}{9}}) \\
    &= \cos(\sin^{-1}{\frac{1}{3}}) \cos(\sin^{-1}{\frac{7}{9}}) - \sin(\sin^{-1}{\frac{1}{3}}) \sin(\sin^{-1}{\frac{7}{9}}) \\
    &= \sqrt{1-(\frac{1}{3})^2} \sqrt{1-(\frac{7}{9})^2} - (\frac{1}{3}) (\frac{7}{9}) \\
    &= \frac{1}{3}
\end{aligned}
\end{equation*}

这是我从上面的代码中得到的结果 在此处输入图片描述

这就是我想要实现的 在此处输入图片描述

答案1

只要除第一行之外的任何一行都没有左侧材料，就可以通过将\mathrlap( \usepackage{mathtools}) 应用于所有其他行的右侧轻松完成请求：

\begin{equation*}
    \text{centered example line}
\end{equation*}

\begin{equation*}
\begin{aligned}
    \cos^{-1}{x} &= \sin^{-1}{\frac{1}{3}} + \sin^{-1}{\frac{7}{9}} \\
    x &= \mathrlap{\cos(\sin^{-1}{\frac{1}{3}} + \sin^{-1}{\frac{7}{9}})} \\
    &= \mathrlap{\cos(\sin^{-1}{\frac{1}{3}}) \cos(\sin^{-1}{\frac{7}{9}}) - \sin(\sin^{-1}{\frac{1}{3}}) \sin(\sin^{-1}{\frac{7}{9}})} \\
    &= \mathrlap{\sqrt{1-(\frac{1}{3})^2} \sqrt{1-(\frac{7}{9})^2} - (\frac{1}{3}) (\frac{7}{9})} \\
    &= \mathrlap{\frac{1}{3}}
\end{aligned}
\end{equation*}

但是，正如@Zarko 在评论中指出的那样，右侧较长的行很可能会超出右边距。如果使用此惯例的文档提交给文本宽度较窄的期刊发表，则它可能会被发回给您进行修改，或者由期刊的制作人员修改，从而有可能引入错误。您自己选择。

答案2

正如@Zarko 在评论中指出的那样，除非文档边距非常窄，否则您的目标无法成功将排版材料保持在文档边距内。即使它确实适合——参见\hphantom第一个equation*环境中的用法，同样按照@Zarko 的建议——结果看起来也相当“不平衡”。我不能说它看起来比像往常一样将方程式置于可用空间中所产生的效果更好。

\frac请注意，我在五行方程的前四行中将其改为\tfrac；屏幕截图两侧的框线表示文本块的边缘。

在此处输入图片描述

\documentclass{article}
\usepackage[letterpaper,margin=1in,showframe]{geometry}
\usepackage{amsmath} % for 'equation*' and 'aligned' environments

\begin{document}
\begin{center} centered example line \end{center}

\begin{equation*}
\begin{aligned}
\cos^{-1}{x} &= \sin^{-1}{\tfrac{1}{3}} 
              + \sin^{-1}{\tfrac{7}{9}} \\
  x &= \cos\bigl(\sin^{-1}{\tfrac{1}{3}} 
     + \sin^{-1}{\tfrac{7}{9}}\bigr) \\
\hphantom{\cos\bigl(\sin^{-1}{\tfrac{1}{3}}\bigr) 
       \cos\bigl(\sin^{-1}{\tfrac{7}{9}}\bigr) 
       - \sin\bigl(\sin^{-1}{\tfrac{1}{3}}\bigr) 
         \sin\bigl(\sin^{-1}{\tfrac{7}{9}}\bigr)}
    &= \cos\bigl(\sin^{-1}{\tfrac{1}{3}}\bigr) 
       \cos\bigl(\sin^{-1}{\tfrac{7}{9}}\bigr) 
       - \sin\bigl(\sin^{-1}{\tfrac{1}{3}}\bigr) 
         \sin\bigl(\sin^{-1}{\tfrac{7}{9}}\bigr) \\
    &= \sqrt{1-\bigl(\tfrac{1}{3}\bigr)^2} \,
       \sqrt{1-\bigl(\tfrac{7}{9}\bigr)^2} 
       - \bigl(\tfrac{1}{3}\bigr) 
         \bigl(\tfrac{7}{9}\bigr) \\
    &= 1/3.
\end{aligned}
\end{equation*}

\begin{equation*}
\begin{aligned}
\cos^{-1}{x} &= \sin^{-1}{\tfrac{1}{3}} 
              + \sin^{-1}{\tfrac{7}{9}} \\
  x &= \cos\bigl(\sin^{-1}{\tfrac{1}{3}} 
     + \sin^{-1}{\tfrac{7}{9}}\bigr) \\
    &= \cos\bigl(\sin^{-1}{\tfrac{1}{3}}\bigr) 
       \cos\bigl(\sin^{-1}{\tfrac{7}{9}}\bigr) 
       - \sin\bigl(\sin^{-1}{\tfrac{1}{3}}\bigr) 
         \sin\bigl(\sin^{-1}{\tfrac{7}{9}}\bigr) \\
    &= \sqrt{1-\bigl(\tfrac{1}{3}\bigr)^2} \,
       \sqrt{1-\bigl(\tfrac{7}{9}\bigr)^2} 
       - \bigl(\tfrac{1}{3}\bigr) 
         \bigl(\tfrac{7}{9}\bigr) \\
    &= 1/3.
\end{aligned}
\end{equation*}

\begin{center} centered example line \end{center}
\end{document}

答案3

这可行，但不要告诉任何人：

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath,calc}

\newcommand{\centertoplinetext}[3]{%
  \multispan{2}\makebox[\widthof{$\displaystyle#2#3$}]{#1\hspace*{\minalignsep}}\hfill\\
  #2&#3%
}

\begin{document}

\begin{equation*}
\begin{aligned}
\centertoplinetext{centered example line}
  {\arccos x}{= \arcsin\frac{1}{3} + \arcsin\frac{7}{9}} \\
           x &= \cos\biggl(\arcsin\frac{1}{3} + \arcsin\frac{7}{9}\biggr) \\
             &= \cos\biggl(\arcsin\frac{1}{3}\biggr) \cos\biggl(\arcsin\frac{7}{9}\biggr)
              - \sin\biggl(\arcsin\frac{1}{3}\biggr) \sin\biggl(\arcsin\frac{7}{9}\biggr) \\
             &= \sqrt{1-\biggl(\frac{1}{3}\biggr)^{\!2}} \sqrt{1-\biggl(\frac{7}{9}\biggr)^{\!2}}
              - \biggl(\frac{1}{3}\biggr) \biggl(\frac{7}{9}\biggr) \\
             &= \frac{1}{3}
\end{aligned}
\end{equation*}

\end{document}

在此处输入图片描述

我使用了\arccos和，\arcsin因为从数学角度来看，我发现\cos^{-1}和是错误的。无论如何，在,或类似命令\sin^{-1}后不需要括号。我还修复了括号的大小。\cos\arcsin

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