align 環境｜LaTeX

align 環境は複数行の数式を特定の位置で揃えて表示するための環境です。等号や不等号の位置を揃えたいときに使います。

基本的な使い方

& で揃える位置を指定し、\\ で改行します。

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

$$\begin{array}{rl}a& =b+c\\ d& =e+f+g\end{array}$$

等号の前に & を置くと、等号の位置が縦に揃います。

数式番号なしの align*

数式番号を付けたくない場合は align* を使います。

\begin{align*}
x + y &= 5 \\
x - y &= 1
\end{align*}

$$\begin{array}{rl}x+y& =5\\ x-y& =1\end{array}$$

複数の揃え位置

& を複数使うと、複数の位置で揃えることができます。

\begin{align*}
x &= 1 & y &= 2 \\
a &= 3 & b &= 4
\end{align*}

$$\begin{array}{rlrl}x& =1& y& =2\\ a& =3& b& =4\end{array}$$

長い式の展開

式変形の過程を見せるときに便利です。

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

$$\begin{array}{rl}(a+b{)}^2& =(a+b)(a+b)\\ & =a^2+ab+ba+b^2\\ & =a^2+2ab+b^2\end{array}$$

テキストの挿入

\text{} を使うと数式中にテキストを挿入できます。

\begin{align*}
x &= 3 & \text{(第1式より)} \\
y &= 2 & \text{(第2式より)}
\end{align*}

$$\begin{array}{rlr}x& =3& \text{(第1式より)}\\ y& =2& \text{(第2式より)}\end{array}$$

aligned 環境との違い

align は独立したブロックとして使いますが、aligned は $$...$$ の中で使う環境です。

\[
\left\{
\begin{aligned}
x + y &= 5 \\
x - y &= 1
\end{aligned}
\right.
\]

$$\{\begin{array}{rl}x+y& =5\\ x-y& =1\end{array}$$

align を $$...$$ で囲むとエラーになるので注意が必要です。連立方程式のように大きな括弧で囲みたいときは aligned を使います。

条件付きの式

& の位置を工夫すると、条件を右側に揃えることもできます。

\begin{align*}
f(x) &= x^2     & (x \geq 0) \\
f(x) &= -x^2   & (x < 0)
\end{align*}

$$\begin{array}{rlr}f(x)& =x^2& (x\ge 0)\\ f(x)& =-x^2& (x<0)\end{array}$$