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数式表現 拡張――― AMS L A TEX

米国数学会(American Mathematical Society) 提供 数式記述用 AMSTEX Frank Mittelbach氏 Rainer Schöpf氏 LATEX 移植 .

AMSLATEX 呼 群 .AMSLATEX 数式記述 関

amsmath ,LATEX 用意 記号 提供 AMSFonts

*4AMSLATEX 用 事 ,表現 幅 広 *5

AMSLATEX 次 群 構成 .

amsmath AMSLATEX 核 種々 含 .自動的

amstext,amsgen,amsbsy,amsopn 読 込 .

amsbsy 数式 太字 \boldsymbol 使 命令 定義

amstext 数式中 文章 出力 \text命令 定義 .

asmcd 描 CD環境 定義 .

amsopn 新規 演算子 定義 \DeclareMathOperator 命令

定義 .

amscd 可換図 描 .

amsxtra amsmath 外 補助的 定義

amssymb 種々 拡張的 記号 定義 .amsfonts

*3句読点問題 関 宗教論争 得 話題 ,奥 深 ,本書 言及

*4AMSLATEX 現在2 1.2 場合 ,更新

*5表現 幅 広 事 一般的 原則 徐々 少 側面 多少 ,全 著者 AMSLATEX 表現方法 納得

5 自動的 読 込 .

eucal 標準 Computer Modern 体 ,Euler 体

呼 書体 変更 .

x問題5.13 amsmath 指定

数式番号 関連 centertags,tbtags,添字 関連 sumlimits,nosumlimits, intlimits,nointlimits,namelimits, nonamelimits,数式 揃 等 関連 leqno,

ceqno, fleqn 等 .実際 指定 , 挙動 確認

\begin{equation}

\begin{split}

f & = a + b + c + d \\

& + e + f + g + h \\

& = i + j \\

\end{split}

\end{equation}

f=a+b+c+d +e+f+g+h

=i+j

(5.4)

\begin{multline}

f = a + b + c + d + e \\

+ g + h + i + j \\

+ k + l + m + n \\

+ o + p + q

\end{multline}

f=a+b+c+d+e +g+h+i+j +k+l+m+n

+o+p+q (5.5)

\begin{gather}

a = b + c \\

c = d + f + g

\end{gather}

a=b+c (5.6)

c=d+f+g (5.7)

\begin{align}

a &= b + c + d \\

f(x) &= g + h + i + j

\end{align}

a=b+c+d (5.8) f(x) =g+h+i+j (5.9)

\begin{align}

a_1 &= b + c & g_1 &= d + e \\

a_2 &= f + h & g_2 &= i + j

\end{align}

a1=b+c g1=d+e (5.10) a2=f+h g2=i+j (5.11)

\begin{flalign}

a_1 &= b + c & g_1 &= d + e \\

a_2 &= f + h & g_2 &= i + j

\end{flalign}

a1=b+c g1=d+e (5.12) a2=f+h g2=i+j (5.13)

\begin{alignat*}{2}

(a+b)^2 &= a^2+2ab+b^2 &

\qquad & \text{展開 }\\

&=a(a+2b)+b^2 &

& \text{$a$ }

\end{alignat*}

(a+b)2 =a2+ 2ab+b2 展開

=a(a+ 2b) +b2 a

\begin{equation}

f =

\begin{cases}

x & \text{if $x>0$.}\\

0 & \text{if $x=0$.}\\

-x & \text{if $x<0$.}

\end{cases}

\end{equation}

f= 8>

<

>:

x ifx >0.

0 ifx= 0.

−x ifx <0.

(5.14)

H 5.11.1 AMS L

A

TEX 数式環境 概説

複数行 数式 記述 便利 環境 新設 *6

,新設 数式用 環境 ,数式環境 用 環境 紹介 . 調整付 環境 基本的 1列 行列 環境 .星付 場合 番号付

gather 1列 中央揃 .

*6 ,既存 LATEX 命令 修正,変更 部分

5

multline 1行目 左揃 ,2行目 最後 一 前 中央揃 ,最期

行 右揃 .明示的 \shoveleft, \shoveright 揃

調整 .

整列付 環境 基本的 行列 記述 環境 .

matrix 何列 記述可能 行列 ,列指定子 必要 ,各成分 中央

揃 .

cases 場合分 使用 環境 ,波括弧 左側 補 .何行

記述可能 .

array \hdotsfor命令 使 拡張 .

位置合 環境 以下 環境 何列 何行 記述可能 .

align 1行 複数 数式 記述 環境 .奇数個目

位置合 使 .数式間 自動的 良 加減 空 挿

入 .

flalign 1行 複数 数式 記述 意味 align 同 ,

数式間 目一杯 空 挿入 .

alignat 自分 空 列 指定 環境 .

split 他 数式環境 補助用 1行 数式 複数行 分割 .

• 基本的 環境 最終行 改行\\ 必要 .

• 番号付 数式環境,gather,multline,align,flalign,alignat

‘*’ 付 事 ,番号付 .

• 番号付 \tag \notag 変更 .\tag* 使 括弧

出力 .

x問題5.14 各数式環境 ,等号 後 置 , 後 結果

吟味 .

\begin{align}

a =& b + c + d \\

f(x) =& g + h + i + j

\end{align}

a=b+c+d (5.15) f(x) =g+h+i+j (5.16)

結果的 適切 空白 挿入 . ,間違 二項関

係子 後 置 注意 .

H 5.11.2 gather 環境

gather 1列 全 数式 中央揃 .

x問題5.15 中央揃 事 ,LATEX 2ε標準 eqnarray環境 同

事 .次 記述 gather環境 等価 検証 .

違 , 部分 差異 整理 .

\begin{eqnarray*}

& a = b & \\

& c = b + d & \\

& d = d + e &

\end{eqnarray*}

H 5.11.3 split 環境

split環境 一行 収 長 数式 複数行 分割 使

.displaymath命令 equation環境 中 使 .

\begin{displaymath}

\begin{split}

f(x) & = x^9 + \frac{1}{9}x^8 +

\frac{1}{8}x^7 + \cdots\\

& + \cdots

\end{split}

\end{displaymath}

f(x) =x9+1 9x8+1

8x7+· · · +· · ·

 実際 \cdots命令以外 AMSLATEX \dotsc \dotsb(二項演 算子 ,関係子)\dotsm(乗算)\dotsi(積分記号)\dotso(上記以外) 五

三点 定義 記号用 良 加減 調整

空白 挿入

級数 $a_1, a_2, \dotsc$\\

直和 $a_1 + a_2 + \dotsb$\\

直積 $a_1 a_2 \dotsm$\\

積分 $\int_{a_1}\int_{a_2}\dotsi$

級数a1, a2, . . . 直和a1+a2+· · · 直積a1a2· · · 積分R

a1

R

a2· · ·

5

H 5.11.4 align, flalign, alignat 環境

align環境 1行 複数 数式 記述 環境 .奇数個目

位置合 使 .数式間 自動的 良 加減 空 挿入 .

\begin{align}

a &= b + c + d \\

f(x) &= g + h + i + j

\end{align}

a=b+c+d (5.17) f(x) =g+h+i+j (5.18)

\begin{align}

a_1 &= b + c & g_1 &= d + e \\

a_2 &= f + h & g_2 &= i + j

\end{align}

a1=b+c g1=d+e (5.19) a2=f+h g2=i+j (5.20)

flalign環境 1行 複数 数式 記述 意味 align 同 ,

数式間 目一杯 空 挿入 .

\begin{flalign}

a_1 &= b + c & g_1 &= d + e \\

a_2 &= f + h & g_2 &= i + j

\end{flalign}

a1 =b+c g1=d+e (5.21) a2 =f+h g2=i+j (5.22) 数式同士 空 手動 調整 alignat環境 使 .

\begin{alignat*}{2}

(a+b)^2 &= a^2+2ab+b^2 &

\qquad & \text{展開 }\\

&=a(a+2b)+b^2 &

& \text{$a$ }

\end{alignat*}

(a+b)2=a2+ 2ab+b2 展開

=a(a+ 2b) +b2 a

H 5.11.5 multline

最初 行 左揃 ,中間 行 中央揃 ,最後 行 右揃 .明示的

\shoveleft \shoveright命令 揃 変更 .

\begin{multline}

f = a + b + c + d + e \\

+ g + h + i + j \\

\shoveright{+ k + l + m + n}\\

+ o + p + q

\end{multline}

f=a+b+c+d+e +g+h+i+j

+k+l+m+n

+o+p+q (5.23)

x問題5.16 以下 , 出力結果 吟味 .

\setlength\multlinegap{10pt}

\begin{multline}

f = a + b + c + d + e \\

+ g + h + i + j \\

+ k + l + m + n \\

+ o + p + q

\end{multline}

\setlength\multlinegap{30pt}

\begin{multline}

f = a + b + c + d + e \\

+ g + h + i + j \\

+ k + l + m + n \\

+ o + p + q

\end{multline}

\multlinegap 役割 何 考 .

H 5.11.6 括弧付 行列

AMSLATEX 括弧 入力 省略 ,matrix環境以外 次 五

環境 定義 .

pmatrix 丸括弧(h行列要素i) bmatrix 角括弧 [h行列要素i] Bmatrix 波括弧{ h行列要素i } vmatrix 縦棒| h行列要素i | Vmatrix 二重縦棒k h行列要素i k

\begin{math}

\begin{pmatrix}

a_{11} & a_{11} \\

a_{21} & a_{22}

\end{pmatrix}

\end{math}

a11 a11

a21 a22

«

5

文中数式 matrix 環境 使 A =

à a b c d

!

.本来 Aa b

c d

¢ 方 良 思 , 場合 \smallmatrix環境 使

行列 $A = \left(\begin{smallmatrix}

a & b\\ c & d\end{smallmatrix}

\right)$ ,云々

\ldots.

行列A = (a bc d) ,云々 . . . .

.例題5.17 5.9.8 節 行列 省略点 種々 方法 出力 試

AMSLATEX \hdotsfor命令 用意 ,次 使 方

\begin{displaymath}

\begin{array}{*{2}{c@{\:+\:}}%

@{\cdots\:+\:}c@{\;=\;}c}

a_{11}x_1 & a_{12}x_2 & a_{1k}x_k

& b_1\\

a_{21}x_1 & a_{12}x_2 & a_{1k}x_k

& b_2\\

\hdotsfor{4}\\

a_{n1}x_1 & a_{n2}x_2 & a_{nk}x_k

& b_n\\

\end{array}

\end{displaymath}

a11x1+a12x2+· · · +a1kxk=b1

a21x1+a12x2+· · · +a1kxk=b2

. . . . an1x1+an2x2+· · · +ankxk=bn

\hdotsfor 点 間隔 ‘\hdotsfor[h点 数i]{h列数i}’ 任意引数 指

定 .

x問題5.18 5.9.1 節 例 \substack命令 使 積 重 行

,amsmath 他 subarray環境 用意 . ,以下 入出力

吟味 .

\begin{displaymath}

\sum_{\substack{i\le 1\le l \\ j\le 1

\le m\\ k\le 1 \le n}} p_i q_j r_k \neq

\sum_{\begin{subarray}{l}

i\le 1\le l \\ j\le 1 \le m \\

k\le 1 \le n\end{subarray}}

p_i q_j r_k

\end{displaymath}

X

i≤1≤l j1m k≤1≤n

piqjrk6= X

i≤1≤l j1m k≤1≤n

piqjrk

,\substack命令 subarray環境 決定的 違 揃 位置 決

.\substack 有無 言 中央揃 事

H 5.11.7 数式番号 工夫

通常,数式番号 式 対 一意 番号 振 .

\begin{align}

(a+b)^2 &= a^2+2ab+b^2 \\

&= a(a+2b)+b^2

\end{align}

(a+b)2=a2+ 2ab+b2 (5.24)

=a(a+ 2b) +b2 (5.25)

, 同義 数式 時 ,次 手動 \tag

命令 使 .

\begin{align}

g &= (a+b)^2 \label{eq:x}\\

&= a^2+2ab+b^2 \tag{\ref{eq:x}a}\\

&= a(a+2b)+b^2 \tag{\ref{eq:x}b}

\end{align}

g= (a+b)2 (5.26)

=a2+ 2ab+b2 (5.26a)

=a(a+ 2b) +b2 (5.26b)

親 数式 . subequations環境 呼

専用 環境 使 .

5

\begin{subequations}\label{eq:a}

\begin{align}

(a+b)^2 &= a^2+2ab+b^2\label{eq:b}\\

&= a(a+2b)+b^2\label{eq:c}

\end{align}

\end{subequations}

~\eqref{eq:a} ~\eqref{eq:b},

\eqref{eq:c}

(a+b)2=a2+ 2ab+b2 (5.27a)

=a(a+ 2b) +b2 (5.27b) (5.27) (5.27a), (5.27b)

 数 式 番 号 (section) 出 力 AMSLATEX

\numberwithin命令 使

\numberwithin{equation}{section}

,単純 \theequation 再定義 equation

section 増分 応

H 5.11.8

amscd 使 ,可換図 比較的簡単 描 事 可能 .

\newcommand*\End{\mathop{\mathrm{End}}}

\begin{displaymath}

\begin{CD}

S^{{\mathcal{W}}_\Lambda}

\otimes T @> j >> T\\

@VVV @VV{\End P}V\\

(S\otimes T)/I @= (Z\otimes T)/J

\end{CD}

\end{displaymath}

SWΛ⊗T −−−−−→j T

?? y

?? yEndP (S⊗T)/I (Z⊗T)/J

amscd 行 方法 一 ,次 考

\newcommand{\law}[1]{\mathop{\hbox%

to3em{\rightarrowfill}}\limits#1}

\newcommand{\raw}[1]{\mathop{\hbox%

to3em{\leftarrowfill}}\limits#1}

\newcommand{\rar}[2]{%

\Bigm#1\rlap{$\scriptstyle#2$}}

\newcommand{\lar}[2]{%

\llap{$\scriptstyle#2$}\Bigm#1}

\newcommand*\END{\mathop{\mathrm{End}}}

\newcommand*\MK{\mkern-4mu}

\newcommand*\Leq{\hbox to 3em{$=\MK=\MK=\MK=\MK=$}}

\[ \begin{array}{ccc}

S^{{\mathcal{W}}_\Lambda}\otimes T & \law{^j} & T\\[1ex]

\lar \downarrow{} & & \rar \uparrow{\END P}\\[1ex]

(S\otimes T)/I & \Leq & (Z\otimes T)/J

\end{array} \]

H 5.11.9 追加 演算子等

5.24 amsmath 追加 大文字 変体文字

Γ \varGamma Λ \varLambda Σ\varSigma Ψ \varPsi

\varDelta Ξ \varXi Υ \varUpsilon \varOmega Θ\varTheta Π \varPi Φ \varPhi

5.25 amsmath 追加 数学関数

inj lim\injlim proj lim\projlim lim\varliminf lim \varlimsup lim−→ \varinjlim lim←−\varprojlim

表5.25 定義 独自 数学関数 新規 定義 ,

\DeclareMathOperator命令 使 .

\DeclareMathOperator*{h関数名i}{h定義内容i}

星 付 \limits 伴 事 等価 .

x問題5.19 以下 , 実行結果 吟味 .

\documentclass{jsarticle}

\usepackage{type1cm,amsmath}

\newcommand*\End{\mathop{\mathrm{End}}}

\DeclareMathOperator{\END}{\mathrm{End}}

\begin{document}

\begin{align}

\int \mathrm{End} x\,dx & = cx\\

\int \End x\,dx & = bx\\

\int \END x\,dx & = ax

5

\end{align}

\end{document}

何 新規 数学関数 定義 場合,\DeclareMathOperator命令 使

良 事 .一部分 使 場合 \operatorname命令 使

5.26 amsmath 追加 積分記号

H \oint RR

\iint RRR

\iiint RRRR \iiiint R

···R

\idotsint

\begin{align*}

\int\int f(x,y)\,dx\,dy = g(x,y)\\

\int\!\!\!\int f(x,y)\,dx\,dy = g(x,y)\\

\iint f(x,y)\,dx\,dy = g(x,y)\\

\end{align*}

Z Z

f(x, y)dx dy=g(x, y) ZZ

f(x, y)dx dy=g(x, y) ZZ

f(x, y)dx dy=g(x, y)

表 5.27 追加 ,\dddot \ddddot以外 基本的 二

重 出力 使 .

5.27 amsmath 追加 記号

...a \dddot{a} ....

a \ddddot{a} Aˆˆ\Hat{\Hat{A}}

´´

A \Acute{\Acute{A}} A¯¯ \Bar{\Bar{A}} A˙˙\Dot{\Dot{A}}

ˇˇ

A \Check{\Check{A}} A`` \Grave{\Grave{A}} A~~\Vec{\Vec{A}}

¨¨

A \Ddot{\Ddot{A}} A˘˘ \Breve{\Breve{A}} A˜˜\Tilde{\Tilde{A}}

5.28 amsxtra 追加 添字 記号

上付 添字 ‘A\sphat’ 使 Ab \sphat A \spcheck A \sptilde

A.

\spdot A..

\spddot A...

\spdddot \spbreve

5.29 amsmath 追加 空白命令

\thinspace \negthinspace

\medspace \negmedspace

\thickspace \negthickspace

H 5.11.10

x問題5.20 align,gather,alignat 基本的 , 行 数式 出力 環境 ,文中 使 事 . aligned,gathered,

alignedat環境 用意 .

\begin{equation*}

\left.

\begin{aligned}

I &= E/R \\

E &= RI

\end{aligned}

\right\} \qquad \text{ 法則}

\end{equation*}

I=E/R E=RI

)

法則

aligned環境等 文中 使用 時 任意引数 ‘t’, ‘c’, ‘b’ 指定

,実際 試 .

.例題5.21 何 理由 ,複数行 別行立 数式 途中 文章 挿入 時 .AMSLATEX 途中 文章 入 \intertext命令 使 .

\begin{align*}

(a+b)^2 &= a^2+2ab+b^2 \\

\intertext{展開 }

&=a(a+2b)+b^2 \\

\intertext{ $a$ }

\end{align*}

(a+b)2=a2+ 2ab+b2 展開

=a(a+ 2b) +b2

a

5

 別行立 数式 \\命令 数式 改行 ,通常\\

分割 分割 \displaybreak命令 使

\displaybreak 任意引数 取 ,1–4 数値 与

指定 \allowdisplaybreaks 記述 ,文書全体

,別行立 数式 分割 指定 \allowdisplaybreaks

\displaybreak 同様 任意引数 取 \allowdisplaybreaks 指定

,逆 分割 \\*命令 使

.例題5.22 LATEX \overrightarrow,\overleftarrow 大

記号 ,amsmath ,\overleftrightarrow, \underleftarrow,

\underrightarrow,\underleftrightarrow 四 追加 .

\begin{gather*}

\overrightarrow{a + b}\\

\underleftarrow{a + b}\\

\underrightarrow{a + b}\\

\underleftrightarrow{a + b}

\end{gather*}

−−−→a+b a+b

←−−−

a+b

−−−→

a+b

←−→

小 添字 自動的 付 \xleftarrow \xrightarrow

\xleftarrow[h下付 i]{h上付 i} \xrightarrow[h下付 i]{h上付 i}

\[ A \xleftarrow{\alpha + 1} B

\xrightarrow[X]{\beta -1} C \] A←−−−α+1 B−−−→β1

X C

.例題5.23 5.5.1節 添字 出力 命令 紹介 . \overset,

\underset, \sideset 三 便利 命令 追加 .\overset

\underset 添字 上付 ・下付 記号 付 .\sideset 機能的

leftidx \leftidx 同 .

\begin{gather*}

\overset{*}{X} \neq \underset{*}{X}\\

\leftidx{_a^b}{\prod}{_c^d}\\

\sideset{_a^b}{_c^d}{\prod}

\end{gather*}

X 6=X

b a

Yd c b a

Yd c

H 5.11.11 分数 拡張

LATEX標準 \frac以外 ,\textstyle 補 \tfrac,\displaystyle

補 \dfrac 用意 .

\[ \frac{R}{I} \neq \dfrac{R}{I}

\neq \tfrac{R}{I} \]

R I 6= R

I 6=RI

.例題5.24 \frac 場合 同様 \binom \dbinom \tbinom命令

用意 .

\[ \binom{k}{1} \neq \dbinom{k}{1}

\neq \tbinom{k}{1} \]

k 1

!

6

= k 1

!

6

=`k 1

´

一般的 ,分母・分子 関係 数式 定義

\genfrac命令 .

\genfrac{h左括弧i}{h右括弧i}{h線 太 i}{h i}{h分子i}{h分母i} h i 0–3 数字 指定 , \displaystyle, \textstyle,

\scriptstyle,\scriptscriptstyle 対応 .

先 \frac, \tfrac, \binom \genfrac 使 ,次 定義

\newcommand\frac[2]{\genfrac{}{}{}{}{#1}{#2}}

\newcommand\tfrac[2]{\genfrac{}{}{}{1}{#1}{#2}}

\newcommand\binom[2]{\genfrac{(}{)}{0pt}{}{#1}{#2}}

連分数 表現 方法 一 \cfrac命令 用 事 考 .

\begin{displaymath}

\cfrac{1}{x+

\cfrac{1}{x+

\cfrac{1}{x+\dotsb}

} }

\end{displaymath}

1

x+ 1

x+ 1 x+· · ·

5

H 5.11.12 AMS Fonts 数学記号

AMSFonts 記号 出力 amssymb

読 込 *7

5.30 AMSFonts 二項演算子

u \dotplus £ \boxtimes f\curlywedge r \smallsetminus ¡ \boxdot g\curlyvee

e \Cap ¢ \boxplus Ä\circleddash

d \Cup > \divideontimes ~\circledast Z \barwedge n \ltimes }\circledcirc

Y \veebar o \rtimes ¦ \centerdot

[ \doublebarwedge h \leftthreetimes | \intercal

¯ \boxminus i \rightthreetimes