Die verschiedenen align Umgebungen

In LaTeX ist das amsmath-Paket eines der wichtigsten Pakete für mathematische Typografie. Es erweitert die Standardmöglichkeiten von LaTeX zur Darstellung mathematischer Ausdrücke. Zu den vielen nützlichen Umgebungen, die das amsmath-Paket bereitstellt, gehören align, flalign und alignat. Diese drei Umgebungen werden häufig verwendet, um mathematische Gleichungen auszurichten. Obwohl sie ähnliche Zwecke erfüllen, haben sie unterschiedliche Eigenschaften und Anwendungsbereiche.

1. Die align-Umgebung

Die align-Umgebung wird verwendet, um mehrere Gleichungen auszurichten. Sie ermöglicht es, Gleichungen an einem oder mehreren Stellen, typischerweise dem Gleichheitszeichen, auszurichten. Diese Umgebung ist besonders nützlich, wenn Sie eine Reihe von Gleichungen haben, die an denselben Stellen ausgerichtet sein sollen.

Syntax:

\begin{align}
  a &= b + c \\
  d &= e + f
\end{align}

Eigenschaften:

• Automatische Nummerierung der Zeilen.
• Gleichungen werden an &-Zeichen ausgerichtet.
• Unterstützt mehrere Ausrichtungsstellen in einer Zeile.

Beispiel:

\begin{align}
  3x + 5y &= 7 \\
  2x - 4y &= 8
\end{align}

Hier werden die Gleichungen an dem Gleichheitszeichen ausgerichtet.

2. Die flalign-Umgebung

Die flalign-Umgebung (full length align) ist ähnlich wie die align-Umgebung, aber sie streckt die Gleichungen über die gesamte Textbreite. Dies ist besonders nützlich, wenn Sie möchten, dass die Gleichungen den gesamten verfügbaren Raum einnehmen, was zu einer gleichmäßigen Verteilung der Gleichungen führt.

Syntax:

\begin{flalign}
  & a = b + c && \\
  & d = e + f &&
\end{flalign}

Eigenschaften:

• Gleichungen werden über die gesamte Textbreite gestreckt.
• Das &-Zeichen muss an den Rändern gesetzt werden, um die Gleichungen korrekt auszurichten.
• Automatische Nummerierung der Zeilen.

Beispiel:

\begin{flalign}
  & 3x + 5y = 7 && \\
  & 2x - 4y = 8 &&
\end{flalign}

Hier sind die Gleichungen über die gesamte Textbreite gestreckt.

3. Die alignat-Umgebung

Die alignat-Umgebung wird verwendet, um Gleichungen in mehreren Spalten auszurichten, ohne dass zwischen den Spalten Platz eingefügt wird. Dies ist besonders nützlich, wenn Sie mehrere Gruppen von Gleichungen nebeneinander darstellen möchten.

Syntax:

\begin{alignat}{Spaltenanzahl}
  a &= b + c & d &= e + f \\
  g &= h + i & j &= k + l
\end{alignat}

Eigenschaften:

• Keine automatische Einfügung von Zwischenräumen zwischen den Spalten.
• Ermöglicht die genaue Kontrolle über den Abstand zwischen den Gleichungen.
• Spaltenanzahl gibt die Anzahl der Ausrichtungsstellen an (doppelte Anzahl der Gleichungen pro Zeile).

Beispiel:

\begin{alignat}{2}
  3x + 5y &= 7 & \quad 2x - 4y &= 8 \\
  x - y &= 1 & \quad 4x + 2y &= 10
\end{alignat}

Hier werden die Gleichungen paarweise nebeneinander ausgerichtet, ohne zusätzlichen Raum zwischen den Paaren.

Vergleichende Übersicht:

Jede dieser Umgebungen bietet spezifische Vorteile und eignet sich für unterschiedliche Szenarien beim Setzen mathematischer Texte.