Alinhando múltiplas linhas em equações longas e organizando as quebras de linha no ambiente `\align`

Question

Eu tenho o seguinte exemplo de código:

\begin{align}
    \pi^{(1)}_{i j} \enspace & = \enspace -\frac{1}{4}\eta^{\lambda \sigma} \left( \eta^{\mu \alpha}\eta^{\nu \beta} + \eta^{\mu \beta}\eta^{\nu \alpha}  \right) \biggl\{ \frac{1}{2}\delta_{\lambda 0}( \delta_{\mu i}\delta_{\nu j} + \delta_{\mu j}\delta_{\nu i}  )   \biggr\} \partial_{\sigma} h_{\alpha \beta}
    \nonumber
    \\
    -\frac{1}{4}\eta^{\lambda \sigma} \left( \eta^{\mu \alpha}\eta^{\nu \beta} + \eta^{\mu \beta}\eta^{\nu \alpha}  \right) \biggl\{ \frac{1}{2}\delta_{\sigma 0}( \delta_{\alpha i}\delta_{\beta j} + \delta_{\alpha j}\delta_{\beta i} )  \biggr\} \partial_{\lambda} h_{\mu \nu}
    \mspace{-458mu}
    \nonumber
    \\
    & = \enspace -\frac{1}{4}\partial^{\lambda} h^{\mu \nu}\delta_{\lambda 0}( \delta_{\mu i}\delta_{\nu j} + \delta_{\mu j}\delta_{\nu i} ) -\frac{1}{4}\partial^{\sigma} h^{\alpha \beta}\delta_{\sigma 0}( \delta_{\alpha i}\delta_{\beta j} + \delta_{\alpha j}\delta_{\beta i} )
    \nonumber
    \\
    & = \enspace -\frac{1}{2}\partial^0 h^{i j} - \frac{1}{2}\partial^0 h^{i j}
    \nonumber
    \\
    & = \enspace \dot{h}_{i j}
\end{align}

que dá a saída:

Como você pode ver, tenho um problema em alinhar as linhas corretamente, o que tentei resolver usando \mspace{}. Minha primeira pergunta é:Qual é a maneira correta ou adequada de fazer isso nesse tipo de equação longa?

Eu também tenho outro problema. Quando utilizo \alignambientes separados repetidamente, em algum momento chego ao final da página e o último \alignambiente inicia automaticamente a partir de uma nova página. Nesse caso, todos os espaços verticais da página anterior mudam e prejudicam o formato adequado do texto. Então, minha segunda pergunta é:Como organizar adequadamente quebras de linha ou espaçamentos em \alignambientes repetidos que consistem em equações longas?

Answer 1

Você deve usar splitdentro equationpara isso:

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}

\begin{document}

\begin{equation}
\begin{split}
\pi^{(1)}_{i j}
={}&  -\frac{1}{4}\eta^{\lambda \sigma} ( \eta^{\mu \alpha}\eta^{\nu \beta} + \eta^{\mu \beta}\eta^{\nu \alpha}  ) \biggl\{ \frac{1}{2}\delta_{\lambda 0}( \delta_{\mu i}\delta_{\nu j} + \delta_{\mu j}\delta_{\nu i}  )   \biggr\} \partial_{\sigma} h_{\alpha \beta}
\\
   & -\frac{1}{4}\eta^{\lambda \sigma} ( \eta^{\mu \alpha}\eta^{\nu \beta} + \eta^{\mu \beta}\eta^{\nu \alpha}  ) \biggl\{ \frac{1}{2}\delta_{\sigma 0}( \delta_{\alpha i}\delta_{\beta j} + \delta_{\alpha j}\delta_{\beta i} )  \biggr\} \partial_{\lambda} h_{\mu \nu}
\\
={}& -\frac{1}{4}\partial^{\lambda} h^{\mu \nu}\delta_{\lambda 0}( \delta_{\mu i}\delta_{\nu j} + \delta_{\mu j}\delta_{\nu i} ) -\frac{1}{4}\partial^{\sigma} h^{\alpha \beta}\delta_{\sigma 0}( \delta_{\alpha i}\delta_{\beta j} + \delta_{\alpha j}\delta_{\beta i} )
\\
={}& -\frac{1}{2}\partial^0 h^{i j} - \frac{1}{2}\partial^0 h^{i j}
\\
={}& \dot{h}_{i j}
\end{split}
\end{equation}

\end{document}

O truque é colocar =do lado esquerdo, seguindo {}para garantir o espaçamento correto.

Evite inúteis \lefte \right. Além disso, não \enspacedeve ser usado por aí =.

O número deveria ficar no meio, na minha opinião. No entanto, a tbtagsopção amsmathirá colocá-lo na parte inferior de um arquivo split.

Answer 2

Você pode adicionar alguns {}e \phatomsalinhar.

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}
\allowdisplaybreaks
\begin{document}
  \begin{align}
    \pi^{(1)}_{i j} & = {}-\frac{1}{4}\eta^{\lambda \sigma} \left( \eta^{\mu \alpha}\eta^{\nu \beta} + \eta^{\mu \beta}\eta^{\nu \alpha}  \right) \biggl\{ \frac{1}{2}\delta_{\lambda 0}( \delta_{\mu i}\delta_{\nu j} + \delta_{\mu j}\delta_{\nu i}  )   \biggr\} \partial_{\sigma} h_{\alpha \beta}
    \nonumber
    \\
    &\phantom{{}={}}{}-\frac{1}{4}\eta^{\lambda \sigma} \left( \eta^{\mu \alpha}\eta^{\nu \beta} + \eta^{\mu \beta}\eta^{\nu \alpha}  \right) \biggl\{ \frac{1}{2}\delta_{\sigma 0}( \delta_{\alpha i}\delta_{\beta j} + \delta_{\alpha j}\delta_{\beta i} )  \biggr\} \partial_{\lambda} h_{\mu \nu}
    \nonumber
    \\
    & = {}-\frac{1}{4}\partial^{\lambda} h^{\mu \nu}\delta_{\lambda 0}( \delta_{\mu i}\delta_{\nu j} + \delta_{\mu j}\delta_{\nu i} ) -\frac{1}{4}\partial^{\sigma} h^{\alpha \beta}\delta_{\sigma 0}( \delta_{\alpha i}\delta_{\beta j} + \delta_{\alpha j}\delta_{\beta i} )
    \nonumber
    \\
    & ={} -\frac{1}{2}\partial^0 h^{i j} - \frac{1}{2}\partial^0 h^{i j}
    \nonumber
    \\
    & ={}\dot{h}_{i j}
\end{align}
\end{document}

Para o seu problema de quebra de página, use \allowdisplaybreaks.