Gleichungen in Untergleichungen ausrichten

Question

Ich möchte diese Gleichungen wie im Bild unter Gl. 3.1 dargestellt anordnen.

Ich habe erfolglos versucht, den Befehl \begin{align*} zu verwenden. Meine Gleichungen werden automatisch zentriert. Ich habe auch versucht, die Gleichungen aufzuschlüsseln, aber ich erhalte eine Fehlermeldung.

% --------------
%\begin{align*}
\begin{subequations} \label{eq:optimalsteuerungsprob_zeitkont}
    \begin{equation} \label{eq:optProb_J_Phi_l}
        \min_{\textbf{u} \in \mathcal{A}} \quad J[\textbf{u}(\cdot)] = \varphi\big(t_f, \textbf{x}(t_f)\big) + \int_{t_s}^{t_f} l\big(t,\textbf{x}(t),\textbf{u}(t)\big)\,\mathrm{d}t
    \end{equation}
    \begin{equation}
        \text{u.B.v.} \quad \dot{\textbf{x}}(t) = \textbf{f}(t,\textbf{x}(t), \textbf{u}(t)) \qquad , \qquad \textbf{x}(0)=\textbf{x}_{0}
    \end{equation}
    \begin{equation} \label{eq:optProb_endbedin_PSI}
        \psi\big(\,t_f,\textbf{x}(t_f)\big) = \textbf{0}
    \end{equation}
    \begin{equation}
        \textbf{h}\big(t,\textbf{x}(t),\textbf{u}()t\big) \le \textbf{0} \quad , \quad \forall t \in [t_{s},t_{f}]
    \end{equation}
\end{subequations}
%\end{align*}
%-----------------

Können Sie mir bitte bei dieser Aufgabe für meine Abschlussarbeit helfen?

Vielen Dank

Answer 1

So geht das mit alignat. Ich habe systematisch \textbfdurch ersetzt \mathbf. Beachten Sie, dass es auch ein Paket für die Formatierung von Optimierungsproblemen gibt, optidef.

\documentclass{article}
\usepackage{mathtools}

\begin{document}

\begin{subequations} \label{eq:optimalsteuerungsprob_zeitkont}
    \begin{alignat}{3} \label{eq:optProb_J_Phi_l}
         & \min_{\mathbf{u} \in \mathcal{A}} & & J[\mathbf{u}(\cdot)] = \varphi\big(t_f, \mathbf{x}(t_f)\big)+ {}& & \int_{t_s}^{t_f} l\big(t,\mathbf{x}(t),\mathbf{u}(t)\big)\,\mathrm{d}t \\[2ex]
         & \text{u.B.v.} & \quad & \dot{\mathbf{x}}(t) = \mathbf{f}(t,\mathbf{x}(t), \mathbf{u}(t)),%
         & & \mathbf{x}(0)=\mathbf{x}_{0} \\ \label{eq:optProb_endbedin_PSI}
         & & & \psi\big(\,t_f,\mathbf{x}(t_f)\big) = \mathbf{0} \\
         & & & \mathbf{h}\big(t,\mathbf{x}(t),\mathbf{u}()t\big) \le \mathbf{0}, %
         & & \forall t \in [t_{s},t_{f}]
    \end{alignat}
\end{subequations}

 \end{document} 

Answer 2

alignatIch würde „inside“ subequationsohne zusätzlichen Abstand zwischen den Spalten verwenden . Der Code:

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}
\begin{document}
\begin{subequations} \label{eq:optimalsteuerungsprob_zeitkont}
\begin{alignat}{2}
  \min_{\textbf{u} \in \mathcal{A}} \quad &J[\textbf{u}(\cdot)] = \varphi\big(t_f, \textbf{x}(t_f)\big)+{}&&\int_{t_s}^{t_f}
        l\big(t,\textbf{x}(t),\textbf{u}(t)\big)\,\mathrm{d}t\label{eq:optProb_J_Phi_l}\\
        \text{u.B.v.} \quad &\dot{\textbf{x}}(t) = \textbf{f}(t,\textbf{x}(t), \textbf{u}(t)),
  &&\textbf{x}(0)=\textbf{x}_{0}\\
  &\psi\big(\,t_f,\textbf{x}(t_f)\big) = \textbf{0}\label{eq:optProb_endbedin_PSI}\\
  &\textbf{h}\big(t,\textbf{x}(t),\textbf{u}()t\big) \le \textbf{0}, &&\forall t \in [t_{s},t_{f}]
\end{alignat}
\end{subequations}
\end{document}

Das Ergebnis (beachten Sie, dass die zweiten Spalten in den Zeilen 2 und 4 am Integralzeichen ausgerichtet sind):

Answer 3

Das Layout und die Nummerierung scheinen ein wenig ungewöhnlich, ich musste am Ende alignein weiteres Display direkt dahinter platzieren und dann den dadurch verursachten Platzmangel korrigieren.

Da Sie die einzelnen Zeilen der Bedingungen in der gleichen Reihenfolge nummerieren wie die Gleichung, können Sie sie nicht alignedals Unterterm verwenden, was ich hier normalerweise verwenden würde.

\documentclass{article}

\usepackage{amsmath}

\begin{document}

% --------------

\begin{subequations} \label{eq:optimalsteuerungsprob_zeitkont}
\begin{equation}
    \label{eq:optProb_J_Phi_l}
        \min_{\textbf{u} \in \mathcal{A}} \quad J[\textbf{u}(\cdot)] = \varphi\bigl(t_f, \textbf{x}(t_f)\bigr) + \int_{t_s}^{t_f} l\bigl(t,\textbf{x}(t),\textbf{u}(t)\bigr)\,\mathrm{d}t
\end{equation}
\vspace{-\baselineskip}% sigh
\begin{align}
        \text{u.B.v.} \quad&\dot{\textbf{x}}(t) = \textbf{f}(t,\textbf{x}(t), \textbf{u}(t)), && \textbf{x}(0)=\textbf{x}_{0}
\\ & \label{eq:optProb_endbedin_PSI}
        \psi\bigl(\,t_f,\textbf{x}(t_f)\bigr) = \textbf{0}
\\&
        \textbf{h}\bigl(t,\textbf{x}(t),\textbf{u}()t\bigr) \le \textbf{0},&& \forall t \in [t_{s},t_{f}]
    \end{align}
\end{subequations}
%\end{align*}
%-----------------
\end{document}