Wie kann ich eine Zahlengleichung in „Align“ vertikal zentrieren und die Zeilengleichung so umbrechen, dass nach dem Gleichheitszeichen ein Einzug erfolgt?

Question

Ich möchte eine mathematische Gleichung wie diese eingeben: Aber mit diesem Code kann ich das obige Ergebnis nicht erzielen. Kann mir jemand helfen, meinen Code zu bearbeiten, um das obige Ergebnis zu erzielen?

\documentclass{book}
\usepackage{amsmath}
\begin{document}
\begin{align}
    u_j^{n+1}&=u_j^{n}-a(t_n)\Delta t \dfrac{\partial u}{\partial x}
    +\dfrac{(\Delta t)^2}{2}\left(a(t_n)^2\dfrac{\partial^2 u}{\partial x^2}-\dfrac{da(t_n)}{dt}\dfrac{\partial u}{\partial x}\right)\nonumber\\
    &=u_j^{n}-a(t_n)\Delta t \dfrac{\partial u}{\partial x}
    +a(t_n)^2\dfrac{(\Delta t)^2}{2}\dfrac{\partial^2 u}{\partial x^2}-\dfrac{da(t_n)}{dt}\dfrac{(\Delta t)^2}{2}\dfrac{\partial u}{\partial x}\nonumber\\
    &=u_j^{n}-a(t_n)\Delta t \left(\dfrac{u_{j+1}^{n}-u_{j-1}^{n}}{2\Delta x}\right)+a(t_n)^2\dfrac{(\Delta t)^2}{2}\left(\dfrac{u_{j+1}^{n}-2u_{j}^{n}+u_{j-1}^{n}}{(\Delta x)^2}\right)\nonumber\\
    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
    &-\dfrac{da(t_n)}{dt}\dfrac{(\Delta t)^2}{2}\left(\dfrac{u_{j+1}^{n}-u_{j-1}^{n}}{2\Delta x}\right)\nonumber\\
    \begin{aligned}
    &= u_j^{n}-\dfrac{1}{2}\nu_n\left(u_{j+1}^{n}-u_{j-1}^{n}\right)
    +\dfrac{1}{2}\nu_n^2 \left(u_{j+1}^{n}-2u_{j}^{n}+u_{j-1}^{n}\right)
    -\dfrac{da(t_n)}{dt}\dfrac{(\Delta t)^2}{4\Delta x}\left(u_{j+1}^{n}-u_{j-1}^{n}\right)
    \end{aligned}
    \end{align}
\end{document}

Answer 1

Verwenden Sie für die zentrierte Gleichungsnummer equationund alignedanstelle von align. Die Einrückungen habe ich dort eingefügt, \qquadwo sie benötigt wurden. Ich musste auch eine Ihrer langen Zeilen unterbrechen, um Platz für die zentrierte Gleichungsnummer zu schaffen.

\documentclass{book}
\usepackage{amsmath}
\begin{document}
\begin{equation}
\begin{aligned}
    u_j^{n+1}&=u_j^{n}-a(t_n)\Delta t \dfrac{\partial u}{\partial x}
    +\dfrac{(\Delta t)^2}{2}\left(a(t_n)^2\dfrac{\partial^2 u}{\partial x^2}-\dfrac{da(t_n)}{dt}\dfrac{\partial u}{\partial x}\right)\\
    &=u_j^{n}-a(t_n)\Delta t \dfrac{\partial u}{\partial x}
    +a(t_n)^2\dfrac{(\Delta t)^2}{2}\dfrac{\partial^2 u}{\partial x^2}-\dfrac{da(t_n)}{dt}\dfrac{(\Delta t)^2}{2}\dfrac{\partial u}{\partial x}\\
    &=u_j^{n}-a(t_n)\Delta t \left(\dfrac{u_{j+1}^{n}-u_{j-1}^{n}}{2\Delta x}\right)\\
  &\qquad+a(t_n)^2\dfrac{(\Delta t)^2}{2}\left(\dfrac{u_{j+1}^{n}-2u_{j}^{n}+u_{j-1}^{n}}{(\Delta x)^2}\right)\\
    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
    &\qquad-\dfrac{da(t_n)}{dt}\dfrac{(\Delta t)^2}{2}\left(\dfrac{u_{j+1}^{n}-u_{j-1}^{n}}{2\Delta x}\right)\\
    &= u_j^{n}-\dfrac{1}{2}\nu_n\left(u_{j+1}^{n}-u_{j-1}^{n}\right)
    +\dfrac{1}{2}\nu_n^2 \left(u_{j+1}^{n}-2u_{j}^{n}+u_{j-1}^{n}\right)\\
   &\qquad-\dfrac{da(t_n)}{dt}\dfrac{(\Delta t)^2}{4\Delta x}\left(u_{j+1}^{n}-u_{j-1}^{n}\right)
    \end{aligned}
\end{equation}
\end{document}

---

NACHTRAG

Der Kommentar des OP bot eine andere Interpretation dessen, was gewünscht wird. Hoffentlich entspricht dies dem Wunsch.

\documentclass{book}
\usepackage{amsmath}
\begin{document}
\begin{align}
    u_j^{n+1}&=u_j^{n}-a(t_n)\Delta t \dfrac{\partial u}{\partial x}
    +\dfrac{(\Delta t)^2}{2}\left(a(t_n)^2\dfrac{\partial^2 u}{\partial x^2}-\dfrac{da(t_n)}{dt}\dfrac{\partial u}{\partial x}\right)\nonumber\\
    &=u_j^{n}-a(t_n)\Delta t \dfrac{\partial u}{\partial x}
    +a(t_n)^2\dfrac{(\Delta t)^2}{2}\dfrac{\partial^2 u}{\partial x^2}-\dfrac{da(t_n)}{dt}\dfrac{(\Delta t)^2}{2}\dfrac{\partial u}{\partial x}\nonumber\\
    &=u_j^{n}-a(t_n)\Delta t \left(\dfrac{u_{j+1}^{n}-u_{j-1}^{n}}{2\Delta x}\right)
  \nonumber\\
  &\qquad+a(t_n)^2\dfrac{(\Delta t)^2}{2}\left(\dfrac{u_{j+1}^{n}-2u_{j}^{n}+u_{j-1}^{n}}{(\Delta x)^2}\right)\nonumber\\
    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
    &\qquad-\dfrac{da(t_n)}{dt}\dfrac{(\Delta t)^2}{2}\left(\dfrac{u_{j+1}^{n}-u_{j-1}^{n}}{2\Delta x}\right)\nonumber\\
    & 
\begin{aligned}
{} &= u_j^{n}-\dfrac{1}{2}\nu_n\left(u_{j+1}^{n}-u_{j-1}^{n}\right)
    +\dfrac{1}{2}\nu_n^2 \left(u_{j+1}^{n}-2u_{j}^{n}+u_{j-1}^{n}\right)\\ 
  &\qquad-\dfrac{da(t_n)}{dt}\dfrac{(\Delta t)^2}{4\Delta x}\left(u_{j+1}^{n}-u_{j-1}^{n}\right)
\end{aligned}
    \end{align}
\end{document}