Por que o espaçamento acima da equação é maior que o abaixo, quando \belowdisplayskip = \abovedisplayskip?

Por que o espaçamento acima da equação é maior que o abaixo, quando \belowdisplayskip = \abovedisplayskip?

Ambos \abovedisplayskipe \belowdisplayskipestão definidos como padrão 10pt plus 2pt minus 5pt, mas posso ver que as equações de exibição não estão centralizadas entre os parágrafos. Qual é a razão para isso e como posso centralizá-los?

Também estou curioso para saber por que o espaçamento foi projetado assim. É realmente tradição ou esteticamente agradável não ter equações centralizadas verticalmente entre os parágrafos?

insira a descrição da imagem aqui

\documentclass{article}
\usepackage{geometry}
\geometry{left=2cm,right=2cm}
\usepackage{lipsum}
\begin{document}

\lipsum[1]

\begin{equation}
    \mathrm{d}{I} = -AI\mathop{}\!\mathrm{d}x
\end{equation}

\lipsum[2]

\begin{equation}
    \ln \frac{A_\mathrm{s}}{A_\mathrm{d}} = \int_L\!\!A\mathop{}\!\mathrm{d}x
\end{equation}

\lipsum[2]

\begin{equation}
    Z = \sqrt{\rho K}
\end{equation}

\lipsum[3]

\end{document}

Responder1

Se você adicionar \showoutpute observar (por exemplo) a última equação começando com Z= você verá

...\glue(\parskip) 0.0
...\glue(\baselineskip) 10.05556
...\hbox(0.0+0.0)x500.484, glue set 485.484fil
....\hbox(0.0+0.0)x15.0
....\penalty 10000
....\glue(\parfillskip) 0.0 plus 1.0fil
....\glue(\rightskip) 0.0
...\penalty 10000
...\glue(\abovedisplayshortskip) 0.0 plus 3.0
...\glue(\baselineskip) 2.21736
...\hbox(9.78264+2.61745)x272.86868, shifted 227.61531
....\hbox(9.78264+2.61745)x45.25339, display
.....\OML/cmm/m/it/10 Z

O que mostra que acima da equação há um parágrafo de 1 linha com uma linha que contém apenas um recuo de parágrafo e um parfillskip final:

....\hbox(0.0+0.0)x15.0
....\penalty 10000
....\glue(\parfillskip) 0.0 plus 1.0fil
....\glue(\rightskip) 0.0

portanto, é um parágrafo todo branco e parece um espaço vertical, mas não se estica e não seria colocado no topo da página, fazendo com que uma equação em uma quebra de página começasse muito baixa.

Nunca deixe uma linha em branco na fonte acima de uma equação exibida. Remova isso e você terá

...\penalty 10000
...\glue(\abovedisplayskip) 10.0 plus 2.0 minus 5.0
...\glue(\baselineskip) 0.27292
...\hbox(9.78264+2.61745)x272.86868, shifted 227.61531
....\hbox(9.78264+2.61745)x45.25339, display
.....\OML/cmm/m/it/10 Z

sem parskip e sem parágrafo espúrio.

insira a descrição da imagem aqui

\documentclass{article}
\usepackage{geometry}
\geometry{left=2cm,right=2cm}
\showoutput
\usepackage{lipsum}
\begin{document}

\lipsum[1]
\begin{equation}
    \mathrm{d}{I} = -AI\mathop{}\!\mathrm{d}x
\end{equation}

\lipsum[2]
\begin{equation}
    \ln \frac{A_\mathrm{s}}{A_\mathrm{d}} = \int_L\!\!A\mathop{}\!\mathrm{d}x
\end{equation}

\lipsum[2]
\begin{equation}
    Z = \sqrt{\rho K}
\end{equation}

\lipsum[3]

\end{document}

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