LaTeX 公式对齐：align、gather、cases

单个带编号的公式用 equation 环境，在 & 处对齐的多行公式用 align。在其中写 \label{eq:name}，正文中的 \eqref{eq:name} 就会输出带括号的编号。

带编号的公式

equation 环境把一个公式单独排成一行，并在右侧加上编号。在其中加上 \label，再用 \eqref（带括号的编号）或 \ref（只有编号）引用它。

带编号的公式及其引用

LaTeX导言区： \usepackage{amsmath}复制在编辑器中打开 （在新标签页中打开）

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 \[ ... \] 给出同样的版式，但没有编号。带星号的环境来自 amsmath 宏包；在每个含有数学内容的文档中都请加载它。

对齐多行

align 把多行在 & 处对齐，& 通常放在 = 之前。除最后一行外，每行都以 \\ 结尾。

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

这里的编号规则

Scissor LaTeX 对公式的编号与 TeX 发行版相同：align 或 gather 的每一行都有自己的编号。

\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：居中的多行

gather 把多行居中排列，但不对齐。

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

split：把一个长公式分成多行

在 equation 中，split 把一个长公式拆成若干对齐的行，这些行共用一个编号。

\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 也能拆分长公式而不对齐：它的第一行排在左边，最后一行排在右边。

cases：分情况定义

cases 环境在多行前面加上一个大花括号。值和条件之间用 & 分隔。

\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*}

在其他数学环境中使用 aligned 和 gathered

aligned 和 gathered 的作用和 align*、gather* 一样，但用在公式内部，例如在 \[ ... \] 中或花括号旁边。

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

其他环境

与 TeX 发行版的区别

关于这个宏包的更多内容，请参阅 amsmath 页面和 mathtools 页面。宏包的完整手册位于 ctan.org/pkg/amsmath。

要快速试写单个公式并实时预览，请使用 LaTeX 公式编辑器。

本页的每个示例都在构建网站时由 Scissor LaTeX 排版。 最后更新：2026-11-07