Was ist der Unterschied zwischen „Split“, „Multline“, „Align“ und „Breqn“ beim Aufteilen einer Gleichung in mehrere Zeilen?

Question

Entschuldigen Sie, wenn diese Frage etwas amateurhaft klingt, aber ich konnte keine gute Zusammenfassung über die Unterschiede zwischen diesen vier Umgebungen zum mehrzeiligen Umformulieren einer Gleichung finden. Wo unterscheiden sie sich und welche sollte ich unter verschiedenen Umständen wählen?

Answer 1

Wie in den Kommentaren erwähnt, gibt es amsmathin breqnder Dokumentation mehrere gute Beispiele, außerdem mathtoolsenthält das Paket erweiterte Versionen mehrerer der amsmathAusrichtungen. Aber der übliche Stil hier ist, direkt zu antworten, anstatt auf Handbücher zu verweisen. Dies ist also ein Dokument, das die grundlegende Verwendung der von Ihnen erwähnten Umgebungen beschreibt.

\documentclass{article}

\usepackage{amsmath}
\usepackage{breqn}

\begin{document}

Align, from amsmath package:
numbered equations aligned at points marked
with \verb|&| usually just before a relation.
\begin{align}
a_1& =b_1+c_1\\
a_2& =b_2+c_2-d_2+e_2
\end{align}

split, also from amsmath,
similar alignment to align, but the whole construct fits within
equation (or other display math) and is numbered as a unit.
\begin{equation}\label{xx}
\begin{split}
a& =b+c-d\\
 & \quad +e-f\\
 & =g+h\\
 & =i
\end{split}
\end{equation}

multline, from amsmath
for lonq expressions taking more than one line,
with no specifed alignment points.
\begin{multline}
a+b+c+d+e+f+g+h+i+j+k+\\
l+m+n+o+p+q+r+s+t+w+x+y+z
\end{multline}


breqn is not part of the amsmath collection and is a highly experimental
package that tries to automate the line breaking.
Here it automatically spots the relations and adds
the line breaks and alignment points.
It also automatically handles the trailing full stop after the display.
\begin{dmath}
T(n) \hiderel{\leq} T(2^{\lceil\lg n\rceil})
  \leq c(3^{\lceil\lg n\rceil}
    -2^{\lceil\lg n\rceil})
  <3c\cdot3^{\lg n}
  =3c\,n^{\lg3}
\end{dmath}.

\end{document}