LaTeX 长子方程

Question

我已经将 Microsoft Office 方程式转换为 LaTeX。方程式很长，而且在屏幕上可以看到。我使用过拆分、收集和类似方法，但都无法完成。有解决方案吗？

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

\begin{document}

\begin{subequations}
\begin{align}

  \begin{split}
    U_{D}(x, y, z, t)=&\left(\sin \left(k_{x} x\right) \sin \left(k_{y} y\right) \sin \left(k_{z} z\right)\right.\\
    &+\cos \left(k_{x} x\right) \sin \left(k_{y} y\right) \sin \left(k_{z} z\right)+\sin \left(k_{x} x\right) \cos \left(k_{y} y\right) \sin \left(k_{z} z\right) \\
    &\left.+\sin \left(k_{x} x\right) \sin \left(k_{y} y\right) \cos \left(k_{z} z\right)\right)^{2}-t^{2} \\
  \end{split}

  \begin{split}
    U_{G}(x, y, z, t)=&\left(\cos \left(k_{x} x\right) \sin \left(k_{y} y\right)+\cos \left(k_{y} y\right) \sin \left(k_{z} z\right)+\cos \left(k_{z} z\right) \sin \left(k_{x} x\right)\right)^{2}-t^{2} \\
  \end{split}

  \begin{split}
    U_{I-W P}(x, y, z, t)=& 2\left(\cos \left(k_{x} x\right) \cos \left(k_{y} y\right)+\cos \left(k_{y} y\right) \cos \left(k_{z} z\right)+\cos \left(k_{z} z\right) \cos \left(k_{x} x\right)\right.\\
    &\left.-\left(\cos \left(2 k_{x} x\right)+\cos \left(2 k_{y} y\right)+\cos \left(2 k_{y} y\right)\right)\right)^{2}-t^{2} \\
  \end{split}

\end{align}
\end{subequations}

\end{document}

Answer 1

我首先要摆脱所有没有任何用处甚至有害的命令\left。\right

接下来我会使用更多行，即使有些行可以容纳合并行。

align最重要的是：里面不允许有空行，结尾\\应该在外面split。我添加了一些垂直空间来分隔各个部分。

最后一步是\smash[b]{...}确保指数不与其上方的线冲突，以获得均匀的线间距。

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

\begin{document}

\begin{subequations}
\begin{align}
  \begin{split}
  U_{D}(x, y, z, t)&=
    \bigl(\sin (k_{x} x) \sin (k_{y} y) \sin (k_{z} z) \\
    &\qquad+\cos (k_{x} x) \sin (k_{y} y) \sin (k_{z} z) \\
    &\qquad+\sin (k_{x} x) \cos (k_{y} y) \sin (k_{z} z) \\
    &\qquad+\sin (k_{x} x) \sin (k_{y} y) \cos (k_{z} z)
     \smash[t]{\bigr)^{2}}-t^{2}
  \end{split}
\\[1ex]
  \begin{split}
  U_{G}(x, y, z, t)&=
    \bigl(\cos (k_{x} x) \sin (k_{y} y) \\
    &\qquad+\cos (k_{y} y) \sin (k_{z} z) \\
    &\qquad+\cos (k_{z} z) \sin (k_{x} x)
     \smash[t]{\bigr)^{2}}-t^{2}
  \end{split}
\\[2ex]
  \begin{split}
  U_{I-W P}(x, y, z, t)&=
    2\bigl(\cos (k_{x} x) \cos (k_{y} y) \\
    &\qquad+\cos (k_{y} y) \cos (k_{z} z) \\
    &\qquad+\cos (k_{z} z) \cos (k_{x} x)\\
    &\qquad-(\cos (2 k_{x} x)+\cos (2 k_{y} y)+\cos (2 k_{y} y))
     \smash[t]{\bigr)^{2}}-t^{2}
  \end{split}
\end{align}
\end{subequations}

\end{document}

Answer 2

去掉所有不必要的\left(和\right)，用方​​括号代替外括号，使用\bigl[和 的\bigr]大小，在每个拆分中将长方程式分成两部分，并将最后一行终止符放在`\end}split} 之后，MWE 编译的结果是：

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

\begin{document}

\begin{subequations}
\begin{align}
  \begin{split}
U_{D}(x, y, z, t) ={}
    & \bigl[\sin (k_{x} x) \sin (k_{y} y) \sin (k_{z} z) \\
    & + cos (k_{x} x) \sin (k_{y} y) \sin (k_{z} z)\\
    & + \sin (k_{x} x) \cos (k_{y} y) \sin (k_{z} z) \\
    &+ \sin (k_{x} x) \sin (k_{y} y) \cos (k_{z} z)\bigr]^{2}-t^{2}
  \end{split} \\
%
  \begin{split}
U_{G}(x, y, z, t) ={}
    & \bigl[\cos (k_{x} x) \sin (k_{y} y)+\cos (k_{y} y) \sin (k_{z} z)  \\
    & + \cos (k_{z} z) \sin (k_{x} x)\bigr]^{2}-t^{2}
  \end{split} \\
%
  \begin{split}
U_{I-W P}(x, y, z, t)= {}
    & 2\bigl[\cos (k_{x} x) \cos (k_{y} y)+\cos (k_{y} y) \cos (k_{z} z)  \\
    & + \cos (k_{z} z) \cos (k_{x} x)   \\
    & - \cos (2 k_{x} x)+\cos (2 k_{y} y)+\cos (2 k_{y} y)\bigr]^{2}-t^{2}
  \end{split}
\end{align}
\end{subequations}

\end{document}

Answer 3

在以下答案中，格式化工作的重点是平衡三个子方程中的“外”括号（我已将其转换为花括号）。这是通过将aligned环境置于split环境内来实现的。借助\smash[b]和\smash[t]指令，我们进一步注意保持每个子方程中每行之间的距离相同。

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath} % for align, split, and aligned environments

\begin{document}

\begin{subequations}
\begin{align}
  \begin{split}
    U_{D}(x, y, z, t)
    &=\phantom{2}\smash[b]{\bigl\{ }
      \begin{aligned}[t]
      & \sin (k_{x} x) \sin (k_{y} y) \sin (k_{z} z)\\
      &+\cos (k_{x} x) \sin (k_{y} y) \sin (k_{z} z)\\
      &+\sin (k_{x} x) \cos (k_{y} y) \sin (k_{z} z) \\
      &+\sin (k_{x} x) \sin (k_{y} y) \cos (k_{z} z)
      \smash[t]{\bigr\}^{2}} -t^{2} 
      \end{aligned}
  \end{split} \\[\jot]
  \begin{split}
    U_{G}(x, y, z, t)
    &=\phantom{2}\smash[b]{\bigl\{ }
      \begin{aligned}[t]
      & \cos (k_{x} x) \sin (k_{y} y)\\
      &+\cos (k_{y} y) \sin (k_{z} z)\\
      &+\cos (k_{z} z) \sin (k_{x} x)
      \smash[t]{\bigr\}^{2}} -t^{2} 
      \end{aligned}
  \end{split}  \\[\jot]
  \begin{split}
    U_{I-\mathit{W P}}(x, y, z, t)
    &=2\smash[b]{\bigl\{ }
      \begin{aligned}[t]
      & \cos (k_{x} x) \cos (k_{y} y)\\
      &+\cos (k_{y} y) \cos (k_{z} z)\\
      &+\cos (k_{z} z) \cos (k_{x} x)\\ 
      &-[\cos(2 k_{x} x)+\cos(2 k_{y} y)+\cos(2 k_{z} z)] 
      \smash[t]{\bigr\}^{2}} -t^{2} 
      \end{aligned}
  \end{split}  
\end{align}
\end{subequations}

\end{document}