Como alinhar linhas com comentários com outras linhas no modo matemático

Question

Quando uso o comando \tag para adicionar um comentário na linha no modo matemático, às vezes essa linha fica descentralizada e não se alinha com o restante das equações. Aqui está um exemplo de código e sua saída:

\documentclass[a4paper, 11pt, letterpaper]{article}
\usepackage{comment} 
\usepackage{fullpage} 
\usepackage{amsmath,amsthm,amssymb}
\usepackage{mathtools,amsthm}
\begin{document}
\[\mathrm{cosec}^2 (x-200^{\circ}) =2 \tag{$-150 ^{\circ} \leq x-200^{\circ} \leq 150 ^{\circ}$}\]
\[\sin ^2 (x-200 ^{\circ}) = \f 12\]
\[\sin (x-200 ^{\circ}) = \pm \f{1}{\sqrt{2}}\]
\[x-200 ^{\circ} = 45 ^{\circ}, 135 ^{\circ}, -45 ^{\circ}, -135 ^{\circ}\]
\[x= 65^{\circ}, 155 ^{\circ}, 245^{\circ}, 335 ^{\circ}\]
\end{document}

Eu tentei usar o ambiente align* mas todas as equações ficaram um pouco descentralizadas. Também não parece tão estético quando todas as equações estão alinhadas pelo sinal de igual. Gostaria de uma solução que ainda mantivesse todas as equações no centro da página.

Obrigado por qualquer ajuda!

Answer 1

Você pode usar os flalign*ambientes e um comentário de tamanho médio, com o \medmathcomando from nccmath. Outra solução, mais agradável na minha opinião: dois alignedambientes independentes dentro de gather*:

\documentclass[a4paper, 11pt, letterpaper]{article}
\usepackage{amssymb, amsthm}
\usepackage{mathtools, nccmath}
\DeclareMathOperator{\cosec}{cosec}

\begin{document}

\begin{flalign*}
 & & \cosec ^2 (x-200^{\circ}) & = 2 & & \mathllap{(\medmath{-150 ^{\circ} \leq x-200^{\circ} \leq 150 ^{\circ}})} \\
 & & \sin ^2 (x-200 ^{\circ}) & = \frac12 \\
 & & \sin (x-200 ^{\circ}) & = \pm \frac{1}{\sqrt{2}} \\
 & & x-200 ^{\circ} & = 45 ^{\circ}, 135 ^{\circ}, -\mathrlap{45 ^{\circ}, -135 ^{\circ}} \\
 & & x & = 65^{\circ}, 155 ^{\circ}, \mathrlap{245^{\circ}, 335 ^{\circ}}
\end{flalign*}
\bigskip
\begin{gather*}
\begin{aligned}
  \cosec ^2 (x-200^{\circ}) & = 2 & & \mathrlap{(\medmath{-150 ^{\circ} = \leq x-200^{\circ} \leq 150 ^{\circ}})} \\
  \sin ^2 (x-200 ^{\circ}) & = \frac12 \\
  \sin (x-200 ^{\circ}) & = \pm \frac{1}{\sqrt{2}} 
 \end{aligned}\\[1ex]
\begin{aligned}
  x-200 ^{\circ} & = 45 ^{\circ}, 135 ^{\circ}, - 45 ^{\circ}, -135 ^{\circ} \\
   x & = 65^{\circ}, 155 ^{\circ}, 245^{\circ}, 335 ^{\circ} 
 \end{aligned}
\end{gather*}

\end{document} 

Answer 2

Eu manteria as coisas simples: não há necessidade de alinhar sinais de igual; além disso, a condição entre parênteses não é um comentário, mas parte da equação.

\documentclass[a4paper,11pt]{article}
\usepackage{amsmath}

\DeclareMathOperator{\cosec}{cosec}
\newcommand{\dg}{^{\circ}}

\begin{document}

\begin{align*}
&\! \cosec ^2 (x-200\dg) = 2 \qquad (-150\dg \leq x-200\dg \leq 150\dg) \\
&\! \sin ^2 (x-200\dg) = \frac12 \\
&\! \sin (x-200\dg) = \pm \frac{1}{\sqrt{2}} \\
& x-200\dg = 45\dg, 135\dg, -45\dg, -135\dg \\
& x = 65\dg, 155\dg, 245\dg, 335\dg
\end{align*}

\end{document}

O \!after =é necessário, pois o LaTeX insere um espaço fino após a numeração ímpar &em align, o que causaria desalinhamento dos operadores (não quando &é seguido por x).

Usar uma macro como essa \dgtorna a digitação mais rápida e garante uniformidade.

A propósito, especificar ambos a4papere letterpaperestá errado: use apenas a opção correspondente ao formato do seu papel (se for US Letter, então letterpaperpode ser omitido porque é o padrão).