¿La mejor manera de cambiar el tamaño de una ecuación sin afectar su etiqueta y otros valores?

Question

En algún momento, en mi trabajo de composición tipográfica, necesito cambiar el tamaño de algunas ecuaciones como en el ejemplo (es sólo para fines explicativos):

\documentclass[11pt]{article}
\pagestyle{empty}

\usepackage{blindtext}

\renewcommand{\baselinestretch}{1.1}

\begin{document}
\flushbottom
\section{Section}
\blindtext\footnote{Equation:
\begin{equation}
\frac{2 x_{1} + 2 x_{2} + 2 x_{3} + 2 x_{4} + 2 x_{5} + 2 x_{6} + 2 x_{7} + 2 x_{8} + 2 x_{9} + 2 x_{10} + 2 x_{11} + 2 x_{12} + 2 x_{13} }{z}\end{equation}}
\begin{equation}
\frac{2 x_{1} + 2 x_{2} + 2 x_{3} + 2 x_{4} + 2 x_{5} + 2 x_{6} + 2 x_{7} + 2 x_{8} + 2 x_{9} + 2 x_{10} + 2 x_{11} + 2 x_{12} + 2 x_{13} }{z}
\end{equation}
\blindtext
{\small\begin{equation}
\frac{2 x_{1} + 2 x_{2} + 2 x_{3} + 2 x_{4} + 2 x_{5} + 2 x_{6} + 2 x_{7} + 2 x_{8} + 2 x_{9} + 2 x_{10} + 2 x_{11} + 2 x_{12} + 2 x_{13} }{z}
\end{equation}}\relax


\end{document}

Me gustaría saber si hay una solución que:

1. No afecta la etiqueta de la ecuación redimensionada como en la ecuación. (3) en el ejemplo. Lo necesito en el tamaño predeterminado.
2. No afecta la etiqueta de ecuaciones de las notas al pie. (Esto no sucede en el ejemplo, pero sí en algunas soluciones que probé).
3. No afecta la baselinestretchlínea del último párrafo antes de la ecuación redimensionada (como en el ejemplo)
4. Evita un salto de página entre la ecuación redimensionada y el párrafo correspondiente.
5. Funciona con ambientes alineados multilínea (alinear, alinear).

Editar.La solución que uso generalmente es:

\documentclass[11pt]{article}
\pagestyle{empty}

\usepackage{blindtext}

\renewcommand{\baselinestretch}{1.1}

\usepackage{mathtools}
\newtagform{normal}[\normalsize]{\normalsize (}{)}
\newtagform{footnotesize}[\footnotesize]{\footnotesize (}{)}
\usetagform{normal}

\begin{document}
\flushbottom
\section{Section}
\blindtext\footnote{\usetagform{footnotesize}Equation:
\begin{equation}
\frac{2 x_{1} + 2 x_{2} +  2 x_{3} + 2 x_{4} +  2 x_{5} + 2 x_{6} +  2 x_{7} + 2 x_{8} +  2 x_{9} + 2 x_{10} +  2 x_{11} + 2 x_{12} + 2 x_{13} }{z}\end{equation}}
\begin{equation}
\frac{2 x_{1} + 2 x_{2} +  2 x_{3} + 2 x_{4} +  2 x_{5} + 2 x_{6} +  2 x_{7} + 2 x_{8} +  2 x_{9} + 2 x_{10} +  2 x_{11} + 2 x_{12} + 2 x_{13} }{z}
\end{equation}
\blindtext
\par\vskip -\baselineskip
{\small\begin{equation}
\frac{2 x_{1} + 2 x_{2} +  2 x_{3} + 2 x_{4} +  2 x_{5} + 2 x_{6} +  2 x_{7} + 2 x_{8} +  2 x_{9} + 2 x_{10} +  2 x_{11} + 2 x_{12} + 2 x_{13} }{z}
\end{equation}}\relax    

\end{document}

Pero no impide el salto de página entre la ecuación y el párrafo correspondiente. También estaba buscando algo más simple y rápido.

Nota 1.Sé que puedo reducir el espacio de los operadores matemáticos (por ejemplo, \!+\! de la forma más sencilla), pero realmente necesito una solución genérica para "cambiar el tamaño" de todo el contenido del entorno matemático excepto la etiqueta.

Nota 2.Siéntete libre de corregir mi inglés y los términos técnicos si son incorrectos o no son fáciles de entender.

Answer 1

Si está utilizando amsmath, puede redefinirlo \maketag@@@para mantener el tamaño "normal".

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}

\makeatletter
\def\newmaketag{%
  \def\maketag@@@##1{\hbox{\m@th\normalfont\normalsize##1}}%
  }
\makeatother

\begin{document}
Ordinary display:
\begin{equation}
a + b + c = d
\end{equation}

Small numbered display:
\begin{small}
\begin{equation}
a + b + c = d
\end{equation}
\end{small}

\newmaketag
Small numbered display with redefined tag:
\begin{small}
\begin{equation}
a + b + c = d
\end{equation}
\end{small}
\end{document}

esto funcionará con cualquiera de los amsmathentornos de visualización multilínea, proporcionando números de ecuación de tamaño completo en cada línea.

si el texto encima de la pantalla "reducida" tiene más de una línea, las líneas base se verán afectadas; esto requiere algunos cuidados adicionales, pero no tengo tiempo para abordarlo ahora; Intentaré volver a ello.

Answer 2

Como compositor tienes las manos muy atadas... Sólo dos cosas además de usar fuentes más pequeñas mientras intentas en tu MWE, se me pasa por la cabeza lo que puedes hacer: - encerrar operadores +entre llaves, es decir: {+}(como excepción para esta ecuación) - ecuación de derrame hacia el borde exterior

Ambos casos se muestran en MWE a continuación:

\documentclass[11pt]{article}
\usepackage[strict]{changepage}

\usepackage{blindtext}
\renewcommand{\baselinestretch}{1.1}

\begin{document}
\pagestyle{empty}
\flushbottom
\section{Section}
\blindtext\footnote{Equation:
\begin{equation}
\frac{2 x_{1}{+}2 x_{2}{+}2 x_{3}{+}2 x_{4}{+}2 x_{5}{+}2 x_{6}{+}2 x_{7}{+}2 x_{8}{+}2 x_{9}{+}2 x_{10}{+}2 x_{11}{+}2 x_{12}{+}2 x_{13} }{z}
\end{equation}}
    \begin{adjustwidth*}{}{-4em}
\begin{equation}
\frac{2 x_{1}{+}2 x_{2}{+}2 x_{3}{+}2 x_{4}{+}2 x_{5}{+}2 x_{6}{+}2 x_{7}{+}2 x_{8}{+}2 x_{9}{+}2 x_{10}{+}2 x_{11}{+}2 x_{12}{+}2 x_{13} }{z}
\end{equation}
    \end{adjustwidth*}
or with smaller font in equation
   {\small\begin{equation}
\frac{2 x_{1}{+}2 x_{2}{+}2 x_{3}{+}2 x_{4}{+}2 x_{5}{+}2 x_{6}{+}2 x_{7}{+}2 x_{8}{+}2 x_{9}{+}2 x_{10}{+}2 x_{11}{+}2 x_{12}{+}2 x_{13} }{z}
    \end{equation}}
or shortly (as pointed in comments below answer)%
    \footnote{Equation
\begin{equation}\medmuskip=0mu
\frac{2 x_{1} + 2 x_{2} + 2 x_{3} + 2 x_{4} + 2 x_{5} + 2 x_{6} + 2 x_{7} + 2 x_{8} + 2 x_{9} + 2 x_{10} + 2 x_{11} + 2 x_{12} + 2 x_{13} }{z}
\end{equation}
        }:
    \begin{adjustwidth*}{}{-4em}
\begin{equation}\medmuskip=0mu
\frac{2 x_{1} + 2 x_{2} + 2 x_{3} + 2 x_{4} + 2 x_{5} + 2 x_{6} + 2 x_{7} + 2 x_{8} + 2 x_{9} + 2 x_{10} + 2 x_{11} + 2 x_{12} + 2 x_{13} }{z}
\end{equation}
    \end{adjustwidth*}
or with smaller font in equation
{\small\begin{equation}\medmuskip=0mu
\frac{2 x_{1} + 2 x_{2} + 2 x_{3} + 2 x_{4} + 2 x_{5} + 2 x_{6} + 2 x_{7} + 2 x_{8} + 2 x_{9} + 2 x_{10} + 2 x_{11} + 2 x_{12} + 2 x_{13} }{z}
    \end{equation}}

\end{document}

No puedo decir qué es más apropiado. Probablemente deberías preguntarle al autor(es) que reescribió esta ecuación y le mostró el resultado de esta prueba :)

Editar:A MWE se agrega una parte que considera el comentario de @campa a continuación. De la siguiente imagen se desprende que los resultados son los mismos (tenía que ser...) pero el uso \muskip hace que la escritura de ecuaciones sea mucho más concisa :).

Answer 3

La {\small\begin{equation}...}solución alternativa es tan incorrecta como podría ser, lo siento.

Aquí hay algunas soluciones mejores:

\documentclass[11pt]{article}
\usepackage{amsmath}% for text, recommended anyway
\usepackage{mathtools}% for \splitdfrac

\pagestyle{empty}
\renewcommand{\baselinestretch}{1.1}
\flushbottom

\begin{document}
\section{Section}
Some dummy text. Some dummy text. Some dummy text. Some dummy text.
Some dummy text. Some dummy text. Some dummy text. Some dummy text.
Some dummy text.\footnote{Equation:
\begin{equation}
\frac{2 x_{1} + 2 x_{2} + 2 x_{3} + 2 x_{4} + 2 x_{5}
      + 2 x_{6} + 2 x_{7} + 2 x_{8} + 2 x_{9} + 2 x_{10}
      + 2 x_{11} + 2 x_{12} + 2 x_{13} }{z}
\end{equation}}
\begin{equation}
\text{\footnotesize$\displaystyle
  \frac{2 x_{1} + 2 x_{2} + 2 x_{3} + 2 x_{4} + 2 x_{5}
        + 2 x_{6} + 2 x_{7} + 2 x_{8} + 2 x_{9} + 2 x_{10}
        + 2 x_{11} + 2 x_{12} + 2 x_{13} }{z}$%
}
\end{equation}
Some dummy text. Some dummy text. Some dummy text. Some dummy text.
Some dummy text. Some dummy text. Some dummy text. Some dummy text.
\begin{equation}
\frac{
  \splitdfrac{2 x_{1} + 2 x_{2} + 2 x_{3} + 2 x_{4} + 2 x_{5} + 2 x_{6} + 2 x_{7}}
             {+ 2 x_{8} + 2 x_{9} + 2 x_{10} + 2 x_{11} + 2 x_{12} + 2 x_{13}}
  }{z}
\end{equation}
Some dummy text. Some dummy text. Some dummy text. Some dummy text.
Some dummy text. Some dummy text. Some dummy text. Some dummy text.
\begin{equation}
\begin{split}
  \frac{1}{z}\bigl(
    & 2 x_{1} + 2 x_{2} + 2 x_{3} + 2 x_{4} + 2 x_{5} + 2 x_{6} + 2 x_{7}\\
    & + 2 x_{8} + 2 x_{9} + 2 x_{10} + 2 x_{11} + 2 x_{12} + 2 x_{13}
  \bigr)
\end{split}
\end{equation}

\end{document}

Quizás quieras hacer lo primero como

\begin{equation}
\text{\footnotesize\medmuskip=0mu}$\displaystyle
  \frac{2 x_{1} + 2 x_{2} + 2 x_{3} + 2 x_{4} + 2 x_{5}
        + 2 x_{6} + 2 x_{7} + 2 x_{8} + 2 x_{9} + 2 x_{10}
        + 2 x_{11} + 2 x_{12} + 2 x_{13} }{z}$%
}
\end{equation}

y obtendrías

Una alternativa es usar nccmathy

\medmath{\frac{...}{...}}