对齐环境关于齐平和空白的默认行为

Question

我有以下代码

\begin{matrix}
& u & = u_{-\frac{1}{2}} + u_0 \\
& v_0 \cdot u & = v_0 \cdot u_{-\frac{1}{2}}\\
& f\partial^{[1]} - \partial^{[0]} & = -\frac{1}{2} u_{-\frac{1}{2}}\\
\therefore & w_{-\frac{1}{2}} & = -2 f \partial^{[1]} + 2 \partial^{[0]}
\end{matrix}

我希望等号对齐。因此，我尝试使用对齐环境：

\begin{align*}
& u & = u_{-\frac{1}{2}} + u_0 \\
& v_0 \cdot u & = v_0 \cdot u_{-\frac{1}{2}} \\
& f\partial^{[1]} - \partial^{[0]} & = -\frac{1}{2} u_{-\frac{1}{2}} \\
\therefore & w_{-\frac{1}{2}} & = -2 f \partial^{[1]} + 2 \partial^{[0]}
\end{align*}

我不知道为什么第三列是右对齐而不是左对齐，但我知道这可以解决这个问题：

\begin{align*}
& u && = u_{-\frac{1}{2}} + u_0 \\
& v_0 \cdot u && = v_0 \cdot u_{-\frac{1}{2}} \\
& f\partial^{[1]} - \partial^{[0]} && = -\frac{1}{2} u_{-\frac{1}{2}} \\
\therefore & w_{-\frac{1}{2}} && = -2 f \partial^{[1]} + 2 \partial^{[0]}
\end{align*}

好的。如果我使用 alignat 而不是 align 会怎么样？

\begin{alignat*}{3}
& u && = u_{-\frac{1}{2}} + u_0 \\
& v_0 \cdot u && = v_0 \cdot u_{-\frac{1}{2}} \\
& f\partial^{[1]} - \partial^{[0]} && = -\frac{1}{2} u_{-\frac{1}{2}} \\
\therefore & w_{-\frac{1}{2}} && = -2 f \partial^{[1]} + 2 \partial^{[0]}
\end{alignat*}

惊人的。

我的问题是：为什么对齐环境的行为与单列和双列分隔符的行为相同？它实际上是以某种奇怪的方式交替左/右对齐，还是我把它误认为其他东西了？有什么原因导致对齐不能/不应该自行最小化浪费的水平空白？它决定添加该空间的模式是什么？

Answer 1

我主要建议您仔细阅读用户指南第 3 部分“显示的方程式”。amsmath 包了解有关此包提供的多行显示数学环境的更多信息。

如果每行只有一个对齐点，我建议您使用每行只有align*一个对齐点指示符 的环境&。要在第 4 行之后创建一点水平间距，只需插入或 之\therefore类的指令。\qquad\qquad\hspace{15mm}

如果对于您来说，从代码中删除任何类似的视觉格式活动（请参阅上一段中的\qquad\qquad或指令）确实很重要，请使用环境，在第 1 行至第 3 行的开头插入，并在第 4 行的开头替换。否则，保留上一段的设置。\hspace{15mm}{alignat*}{2}&&\therefore \hspace{15mm}\therefore &\quad&align*

除非你的文档在垂直空间上非常紧张，否则也请考虑用内联符号\therefore用单词“因此”，单独写在一行文本中；请参阅下面的第三个示例，了解如何实现这一点。您的读者可能会真正感谢您努力提供这样一个易于识别的标志。

\documentclass{article}
\usepackage{mathtools} % for \shortintertext macro; load amsmath package automatically
\usepackage{amssymb}   % for \therefore macro
\newcommand\onehalf{\smash[t]{-\frac{1}{2}}} % \smash[t] for a smaller vertical offset

\begin{document}

\begin{align*}
  u & = u_{\onehalf} + u_0 \\
  v_0 \cdot u & = v_0 \cdot u_{\onehalf} \\
  f\partial^{[1]} - \partial^{[0]} & = -\tfrac{1}{2} u_{\onehalf} \\
  \therefore \hspace{15mm} 
  w_{\onehalf} & = -2 f \partial^{[1]} + 2 \partial^{[0]}
\end{align*}

\begin{alignat*}{2}
  &&  u & = u_{\onehalf} + u_0 \\
  &&  v_0 \cdot u & = v_0 \cdot u_{\onehalf} \\
  &&  f\partial^{[1]} - \partial^{[0]} & = -\tfrac{1}{2} u_{\onehalf} \\
  \therefore &\quad& 
      w_{\onehalf} & = -2 f \partial^{[1]} + 2 \partial^{[0]}
\end{alignat*}

\begin{align*}
  u & = u_{\onehalf} + u_0 \\
  v_0 \cdot u & = v_0 \cdot u_{\onehalf} \\
  f\partial^{[1]} - \partial^{[0]} & = -\tfrac{1}{2} u_{\onehalf} \\ 
\shortintertext{Therefore,}
  w_{\onehalf} & = -2 f \partial^{[1]} + 2 \partial^{[0]}
\end{align*}

\end{document}