LaTeX 方程式對齊：align、gather、cases

單一個編號公式用 equation 環境，多行在 & 處對齊則用 align。在環境裡放 \label{eq:name}，正文中的 \eqref{eq:name} 就會印出帶括號的編號。

編號方程式

equation 環境會把一個公式單獨排成一行，並在右側加上編號。在環境裡加上 \label，再用 \eqref（帶括號的編號）或 \ref（只有編號）參照它。

一個編號方程式和對它的參照

LaTeX導言區： \usepackage{amsmath}複製在編輯器中開啟 （在新分頁中開啟）

The energy of a body at rest is
\begin{equation}
  E = mc^2 . \label{eq:energy}
\end{equation}
Equation~\eqref{eq:energy} links mass and energy;
\ref{eq:energy} is its number.

equation* 和 \[ ... \] 會產生相同的版面，但沒有編號。帶星號的環境來自 amsmath 套件；每份含有數學式的文件都應該載入它。

對齊多行

align 會讓多行在 & 符號處對齊，通常放在 = 前面。除了最後一行之外，每一行都以 \\ 結尾。

\begin{align*}
  (a+b)^2 &= (a+b)(a+b) \\
          &= a^2 + ab + ba + b^2 \\
          &= a^2 + 2ab + b^2
\end{align*}

這裡的編號方式

Scissor LaTeX 為方程式編號的方式和 TeX 安裝環境相同：align 或 gather 的每一行都有自己的編號。

\begin{align}
  f(x) &= (x+1)^2 \label{eq:square} \\
       &= x^2 + 2x + 1
\end{align}
By \eqref{eq:square}, $f(1) = 4$.

\begin{equation}
  a + b = 44 \label{eq:sum}
\end{equation}
\begin{equation}
  a - b = 2 \label{eq:diff}
\end{equation}
Adding \eqref{eq:sum} and \eqref{eq:diff} gives $a = 23$.

gather：置中的多行

gather 會把多行置中，但不對齊。

\begin{gather*}
  a^2 + b^2 = c^2 \\
  e^{i\pi} + 1 = 0 \\
  \sin^2 x + \cos^2 x = 1
\end{gather*}

split：把一個長方程式拆成多行

在 equation 裡，split 會把一個很長的公式拆成多個對齊的行，並共用一個編號。

\begin{equation}
\begin{split}
  (x+y)^3 &= (x+y)(x+y)^2 \\
          &= x^3 + 3x^2y + 3xy^2 + y^3
\end{split}
\end{equation}

multline 也能拆開長公式而不對齊：第一行靠左，最後一行靠右。

cases：分段定義

cases 環境會在多行前面加上一個大括號。用 & 分隔值和條件。

\begin{equation*}
  \operatorname{sign}(x) =
  \begin{cases}
    -1 & \text{if } x < 0, \\
     0 & \text{if } x = 0, \\
     1 & \text{if } x > 0.
  \end{cases}
\end{equation*}

在其他數學式中使用 aligned 和 gathered

aligned 和 gathered 的作用和 align*、gather* 相同，但用在公式內部，例如 \[ ... \] 裡面或大括號旁邊。

\[
  \left.
  \begin{aligned}
    x + y &= 44 \\
    x - y &= 4
  \end{aligned}
  \right\}
  \quad \Rightarrow \quad x = 24,\ y = 20
\]

其他環境

與 TeX 安裝環境的差異

關於這個套件的更多說明，請見 amsmath 頁面和 mathtools 頁面。套件的完整使用手冊位於 ctan.org/pkg/amsmath。

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本頁的每個範例都在建置網站時由 Scissor LaTeX 排版。 最後更新：2026-11-07