¿Cuál es la diferencia entre dividir, varias líneas, alinear y breqn para dividir una ecuación en varias líneas?

Question

Lo siento, si esta pregunta suena un poco amateur, pero no he podido encontrar un buen resumen sobre las diferencias entre estos cuatro entornos para una ecuación con líneas múltiples. ¿En qué se diferencian y cuál debo elegir en diferentes circunstancias?

Answer 1

Como se señaló en los comentarios, la documentación amsmathy breqntiene varios buenos ejemplos, además el mathtoolspaquete tiene versiones extendidas de varias de las amsmathalineaciones. Pero el estilo habitual aquí es responder en línea en lugar de consultar manuales, por lo que este es un documento que brinda el uso básico de los entornos que menciona.

\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}