使用 & 对齐大等式

使用 & 对齐大等式

我必须在公式中使用换行符。但多余行的内容会被挤压到右侧。但如果我尝试使用“&”对齐,所有内容都会被大量推到右侧。以下是未对齐的代码:

\begin{align*}
  \phi_{ij}^{(k+1)} =\underset{\phi_{ij} \in \mathbb{R}^k}{\argmax} \langle \phi_{ij}, (\nabla\cdot(2u^{(k+1)}-u^{(k)}))_{ij} - (\nabla_G\cdot(2w^{(k+1)}-w^{(k)}))_{ij} - \lambda^0_{ij}+\lambda^1_{ij}\rangle \\
   - \frac{1}{2\tau}(\phi_{ij} -\phi_{ij}^{(k)})^2  \\
   \Rightarrow 0 \overset{!}{=} (\nabla\cdot(2u^{(k+1)}-u^{(k)}))_{ij} - (\nabla_G\cdot(2w^{(k+1)}-w^{(k)}))_{ij} - \lambda^0_{ij}+\lambda^1_{ij} \\
   + \frac{1}{\tau}(\phi_{ij} - \phi^{(k)}_{ij}) \\
   \phi^{(k+1)}_{ij}:=\phi_{ij} = \phi_{ij}^{(k)} + \tau ((\nabla\cdot(2u^{(k+1)}-u^{(k)}))_{ij} \\
   - (\nabla_G\cdot(2w^{(k+1)}-w^{(k)}))_{ij} - \lambda^0_{ij}+\lambda^1_{ij})
\end{align*}

这是我能做的最好的了。但我用红色标记了我真正想做的事情。 在此处输入图片描述

答案1

split您可以在环境中将环境align*与与号 (&) 一起使用。

\documentclass{article}

\usepackage{amsmath}
\usepackage{amsfonts}
\DeclareMathOperator*{\argmax}{arg\,max} %Assuming, as not defined in question 


\begin{document}
    \begin{align*}
        \begin{split}
        \phi_{ij}^{(k+1)} ={}& \underset{\phi_{ij} \in \mathbb{R}^k}{\argmax} \langle \phi_{ij}, (\nabla\cdot(2u^{(k+1)}-u^{(k)}))_{ij} - (\nabla_G\cdot(2w^{(k+1)}-w^{(k)}))_{ij} - \lambda^0_{ij}+\lambda^1_{ij}\rangle \\
        & - \frac{1}{2\tau}(\phi_{ij} -\phi_{ij}^{(k)})^2  \\
        \end{split}\\
        \begin{split}
         \Rightarrow 0 \overset{!}{=}{}& (\nabla\cdot(2u^{(k+1)}-u^{(k)}))_{ij} - (\nabla_G\cdot(2w^{(k+1)}-w^{(k)}))_{ij} - \lambda^0_{ij}+\lambda^1_{ij} \\
        &+ \frac{1}{\tau}(\phi_{ij} - \phi^{(k)}_{ij}) \\
        \end{split}\\
        \begin{split}
        {}&\phi^{(k+1)}_{ij}:=\phi_{ij} = \phi_{ij}^{(k)} + \tau ((\nabla\cdot(2u^{(k+1)}-u^{(k)}))_{ij} \\
        &- (\nabla_G\cdot(2w^{(k+1)}-w^{(k)}))_{ij} - \lambda^0_{ij}+\lambda^1_{ij})
        \end{split}
    \end{align*}
    
\end{document}

输出

答案2

编辑:

由于您的页面布局未知,因此很难为您的问题提出解决方案。对于使用article默认页面布局的文档类,简单地将第二行向左移动,您的等式就会突出文本区域:

通过使用article文档类、mathtools包、align数学环境和标准语法向数学函数添加参数:

\documentclass{article}
\usepackage{mathtools, amssymb}
\DeclareMathOperator*{\argmax}{arg\,max}

%---------------- Show page layout. Don't use in a real document!
\usepackage{showframe}
\renewcommand\ShowFrameLinethickness{0.15pt}
\renewcommand*\ShowFrameColor{\color{red}}
%---------------------------------------------------------------%

\begin{document}
    \begin{align*}
\phi_{ij}^{(k+1)} 
     = {}   &  \argmax_{\phi_{ij} \in \mathbb{R}^k} 
                \Bigl\langle \phi_{ij},
                \Bigl(\nabla\cdot\bigl(2u^{(k+1)}-u^{(k)}\bigr)\Bigr)_{ij}
                - \Bigl(\nabla_G\cdot\bigl(2w^{(k+1)}-w^{(k)}\bigr)\Bigr)_{ij}
                - \lambda^0_{ij}+\lambda^1_{ij}
                \Bigr\rangle \\
            & - \frac{1}{2\tau}\bigl(\phi_{ij} - \phi_{ij}^{(k)}\bigr)^2    \\[2ex]
%
\Rightarrow 0 \overset{!}{=}{}
            & \Bigl(\nabla\cdot\bigl(2u^{(k+1)}-u^{(k)}\bigr)\Bigr)_{ij} 
                - \Bigl(\nabla_G\cdot\bigl(2w^{(k+1)}-w^{(k)}\bigr)\Bigr)_{ij} - \lambda^0_{ij}+\lambda^1_{ij} \\
            & + \frac{1}{\tau}\bigl(\phi_{ij} - \phi^{(k)}_{ij}\bigr)       \\[2ex]
%
\phi^{(k+1)}_{ij}
\coloneqq {}&   \phi_{ij} = \phi_{ij}^{(k)} 
                + \tau \Bigl(\bigl(\nabla\cdot(2u^{(k+1)}-u^{(k)}\bigr)\Bigr)_{ij} \\
            & - \Bigl(\nabla_G\cdot\bigl(2w^{(k+1)}-w^{(k)}\bigr)\Bigr)_{ij} 
                - \lambda^0_{ij}+\lambda^1_{ij}\Bigr)
    \end{align*}
\end{document}

在此处输入图片描述

(红线表示部分页面布局)

如您所见,第一个方程突出了文本区域的右边框。这可以通过将第一个方程的第一行中的一项推到第二行来解决:

\phi_{ij}^{(k+1)}
     = {}   &  \argmax_{\phi_{ij} \in \mathbb{R}^k}
                \Bigl\langle \phi_{ij},
                \Bigl(\nabla\cdot\bigl(2u^{(k+1)}-u^{(k)}\bigr)\Bigr)_{ij}  \\
            &    - \Bigl(\nabla_G\cdot\bigl(2w^{(k+1)}-w^{(k)}\bigr)\Bigr)_{ij}
                - \lambda^0_{ij}+\lambda^1_{ij}
                \Bigr\rangle 
              - \frac{1}{2\tau}\bigl(\phi_{ij} - \phi_{ij}^{(k)}\bigr)^2    \\[2ex]

这使:

在此处输入图片描述

在这种情况下,您可以定义具有更宽文本区域的页面布局,例如通过使用geometry包,可能的解决方案是:

\documentclass{article}
\usepackage{geometry}
\usepackage{mathtools, amssymb}
\DeclareMathOperator*{\argmax}{arg\,max}

\begin{document}
    \begin{align*}
\phi_{ij}^{(k+1)} 
     = {}   &  \argmax_{\phi_{ij} \in \mathbb{R}^k} 
                \Bigl\langle \phi_{ij},
                \Bigl(\nabla\cdot\bigl(2u^{(k+1)}-u^{(k)}\bigr)\Bigr)_{ij}
                - \Bigl(\nabla_G\cdot\bigl(2w^{(k+1)}-w^{(k)}\bigr)\Bigr)_{ij}
                - \lambda^0_{ij}+\lambda^1_{ij}
                \Bigr\rangle \\
            & - \frac{1}{2\tau}\bigl(\phi_{ij} - \phi_{ij}^{(k)}\bigr)^2    \\[2ex]
%
\Rightarrow 0 \overset{!}{=}{}
            & \Bigl(\nabla\cdot\bigl(2u^{(k+1)}-u^{(k)}\bigr)\Bigr)_{ij} 
                - \Bigl(\nabla_G\cdot\bigl(2w^{(k+1)}-w^{(k)}\bigr)\Bigr)_{ij} 
                - \lambda^0_{ij}+\lambda^1_{ij} 
             + \frac{1}{\tau}\bigl(\phi_{ij} - \phi^{(k)}_{ij}\bigr)       \\[2ex]
%
\phi^{(k+1)}_{ij}
\coloneqq {}&   \phi_{ij} = \phi_{ij}^{(k)} 
                + \tau \Bigl(\bigl(\nabla\cdot(2u^{(k+1)}-u^{(k)}\bigr)\Bigr)_{ij} 
                - \Bigl(\nabla_G\cdot\bigl(2w^{(k+1)}-w^{(k)}\bigr)\Bigr)_{ij} 
                - \lambda^0_{ij}+\lambda^1_{ij}\Bigr)
    \end{align*}
\end{document}

其生产成果为:

在此处输入图片描述

答案3

这里有一个解决方案,可以重新安排您的布局以(a)防止任何特定行产生“过满\hbox”警告,(b)减小“栅栏”(圆括号和方括号)的尺寸,以及(c)将材料组织为三对线有点一致。

以下屏幕截图中的框线用于表示文本块的左边和右边。

在此处输入图片描述

\documentclass{article}
\usepackage{mathtools} % for '\coloneqq' macro
\usepackage{amssymb}   % for '\mathbb' macro
\DeclareMathOperator*{\argmax}{arg\,max}

\begin{document}
\begin{align*}
\phi_{ij}^{(k+1)} 
     &=  \argmax_{\phi_{ij} \in \mathbb{R}^k} \,
         \Bigl\langle \phi_{ij},
               \bigl(\nabla\cdot(2u^{(k+1)}-u^{(k)})\bigr)_{ij}
             - \bigl(\nabla_{\!G}\cdot(2w^{(k+1)}-w^{(k)})\bigr)_{ij}\\
     &\quad  - \lambda^0_{ij}+\lambda^1_{ij} \Bigr\rangle 
             - \frac{1}{2\tau}(\phi_{ij} - \phi_{ij}^{(k)})^2  \\[2\jot]
%
\Rightarrow 0 
     &\overset{!}{=}
               \bigl(\nabla\cdot(2u^{(k+1)}-u^{(k)})\bigr)_{ij} 
             - \bigl(\nabla_{\!G}\cdot(2w^{(k+1)}-w^{(k)})\bigr)_{ij} \\
     &\quad  - \lambda^0_{ij}+\lambda^1_{ij} 
             + \frac{1}{\tau}(\phi_{ij} - \phi^{(k)}_{ij}) \\[2\jot]
%
\phi^{(k+1)}_{ij} 
     &\coloneqq\phi_{ij} = \phi_{ij}^{(k)} + \tau\bigl[        
               \bigl(\nabla\cdot(2u^{(k+1)}-u^{(k)})\bigr)_{ij} 
             - \bigl(\nabla_{\!G}\cdot(2w^{(k+1)}-w^{(k)})\bigr)_{ij} \\
     &\quad  - \lambda^0_{ij}+\lambda^1_{ij} \bigr]           
\end{align*}
\end{document}

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