Как сделать так, чтобы разделители \left, \right автоматически (!) имели одинаковый размер, несмотря на переносы строк?

Question

Этот код

\documentclass{article}

\usepackage{amsmath}

\begin{document}
\begin{align*}
\begin{split}
    z = \left( a + b + c \right. \\ 
        \left. + \frac{d}{e} \right)
\end{split} 
\end{align*}
\end{document}

выдает следующий результат:

Два разделителя имеют разные размеры. Обычный трюк для получения соответствующих размеров — использовать \vphantomвот так:

\documentclass{article}

\usepackage{amsmath}

\begin{document}
\begin{align*}
\begin{split}
    z = \left( a + b + c +\vphantom{\frac{d}{e}}\right. \\  
        \left. + \frac{d}{e} \right)
\end{split} 
\end{align*}
\end{document}

что дает следующий результат:

Однако такой подход

• становится быстросложныйпо мере увеличения количества переносов строк;
• являетсяне подлежит обслуживанию(поскольку, если содержимое строки изменится, аргумент \vphantomможет также потребоваться изменить, чтобы получить желаемый результат).

---

Альтернативный подход 1: вручную задать размер разделителей (используя \bigи т.п.). К сожалению, это тоже не очень удобно для поддержки.

Альтернативный подход 2: использование некоторой математической среды, предоставляемой пакетом breqn, которая позволяет переносить строки между двумя разделителями \left/ \rightи заботится о размере разделителя. Однако я бы хотел держаться подальше от breqn, если это возможно.

---

Можете ли вы придумать способ сделать так, чтобы связанные разделители \left/ right\автоматически имели одинаковый размер, несмотря на переносы строк, без (явного) использования трюка \vphantom? В идеале решение должно работать для нескольких вложенных пар разделителей. Например, в следующем примере внутренние разделители должны иметь одинаковый размер, а внешние разделители должны иметь одинаковый размер:

\left( \left( ... \right. \right. \\
\left. \left. ... \right) \right)

Answer 1

В следующем примере package используется zrefдля запоминания размера математической формулы в метках. Package mleftrightиспользуется для уменьшения дополнительного горизонтального интервала на \leftи \right.

Внутри сложного математического блока можно использовать следующие макросы:

\mzleft{<label>}{<left delimiter>}{<math formula>}
\mzright{<label>}{<math formula>}{<right delimiter>}

Макросы могут быть вложенными, необходимо <label>для идентификации пар разделителей. Внутри математического блока (математическая среда, ...) имена <label>пар должны быть уникальными. После этого \mzresetможно вызвать математический блок. Он освобождает <label>имена, и их можно использовать повторно.

Пример файла:

\documentclass{article}

\usepackage{amsmath}
\usepackage{mleftright}
\usepackage{zref-base}

\makeatletter
\zref@newprop{mzheight}[0pt]{\the\ht\z@}
\zref@newprop{mzdepth}[0pt]{\the\dp\z@}
\newcount\c@@mz
\newcommand*{\the@mz}{mz\the\c@@mz}
\newcommand*{\@mz@list}{}    
\let\@mz@do\relax
\newcommand*{\mzreset}{%
  \begingroup
    \def\@mz@do##1{%
      \global\expandafter\let\csname mz@##1\endcsname\relax
    }%
    \@mz@list
    \global\let\@mz@list\@empty
  \endgroup
}
\newcommand*{\mzleft}[3]{%
  \@ifundefined{mz@#1}{%
    \global\advance\c@@mz\@ne
    \expandafter\xdef\csname mz@#1\endcsname{\the@mz}%
    \xdef\@mz@list{\@mz@list\@mz@do{#1}}%
  }{}%
  \expandafter\let\expandafter\@mz\csname mz@#1\endcsname
  \mleft#2%
  \expandafter\mathpalette\expandafter{%
    \expandafter\@mzleft\expandafter{\@mz}%
  }{#3}%
  \mright.\kern-\nulldelimiterspace
}
\newcommand*{\mzright}[3]{%
  \kern-\nulldelimiterspace
  \@ifundefined{mz@#1}{%   
    \@latex@warning{Missing \string\mzleft{#1}}%
    \mleft.#2\mright#3%
  }{%
    \expandafter\let\expandafter\@mz\csname mz@#1\endcsname
    \mleft.%
    \expandafter\mathpalette\expandafter{%
      \expandafter\@mzright\expandafter{\@mz}%
    }{#2}%
    \mright#3%
  }%
}   
\newcommand*{\@mzleft}{%
  \@mzleftright lr%
}
\newcommand*{\@mzright}{%
  \@mzleftright rl%
}
\newcommand*{\@mzleftright}[5]{%
  \sbox0{$\m@th#4{}#5{}$}%
  \ifmeasuring@
  \else
    \begingroup
      \let\@auxout\@mainaux
      \zref@labelbyprops{#3#1}{mzheight,mzdepth}%
    \endgroup
  \fi
  \zifrefundefined{\@mz #2}{%
  }{%
    \dimen@=\zref@extract{#3#2}{mzheight}\relax
    \ifdim\dimen@>\ht0 %
      \ht0=\dimen@
    \fi
    \dimen@=\zref@extract{#3#2}{mzdepth}\relax
    \ifdim\dimen@>\dp0 %
      \dp0=\dimen@
    \fi
  }%   
  \copy0\relax
}
\makeatother

\begin{document}
\begin{align*}
\begin{split}
    z = \mzleft{a}({ a + b + c +} \\
        \mzright{a}{{}+ \frac{d}{e}})
\end{split} 
\end{align*}   

\mzreset

\begin{align*}
\begin{split}
    z = \mzleft{a}{[}{%
          a + b + \frac{c}{d} +
          \mzleft{b}{(}{
            \int_0^\infty \mathrm{d}x
          }   
        } \\  
        \mzright{b}{
          + y}{)
        }
        \mzright{a}{
          + \frac{\displaystyle\sum_{i=0}^{100}i}{e}
        }{]}
\end{split}   
\end{align*}  
\end{document}

Answer 2

Хотя я считаю, что а) \bigls предпочтительнее, а б) увеличение разделителей стоит на одном уровне с ручной расстановкой переносов и случайными \enlargethispages в самом конце вычитки, вы можете обнаружить, что что-то вроде этого делает их немного более удобными в поддержке:

\newcommand\SPLIT[2]{%
  \left( #1\vphantom{#2}\right. \\
  \left. \vphantom{#1}#2\right) \\
}

\begin{align*}
  \begin{split}
    z= \SPLIT{a + b + c +}{d +\frac{d}{e}}
  \end{split}
\end{align*}

По крайней мере, это избавляет от ручного повторения аргумента о размере. Я уверен, что если бы кто-то был достаточно склонен, его можно было бы расширить для обработки переменного количества строк.

Answer 3

Стоит отметить: nathпакет поддерживает это, хотя, к сожалению, он несовместим со многими другими пакетами.

Взято прямо из документации, с некоторыми изменениями (*):

%! TEX program = lualatex
\documentclass{article}
\usepackage{nath}
\begin{document}
\[
\sin 2nx = 2n \cos x [\sin x \\
\qquad + \sum_{k = 1}^n (-4)^k
\frac{(n^2 - 1^2)(n^2 - 2^2) \dots (n^2 - k^2)}{(2k - 1)!}
\sin^{2k - 1} x]
\]
\end{document}

Выход:

Смотрите также:

• Автоматические команды влево и вправо
• Макрос для \left( и \right)
• Несовместимости с натхом и альтернативы ему

(*): С naththen $$и \[полностью эквивалентны. В противном случае, $$ ... $$это неподдерживаемый синтаксис LaTeX, см.Почему \[ ... \] предпочтительнее, чем $$ ... $$?.

Answer 4

Поскольку этот вопрос был поднят недавно и на него уже есть принятый ответ, я считаю, что будет уместно также добавить ответ, использующий ConTeXt, поскольку это может заинтересовать некоторых пользователей.

В ConTeXt формулы по умолчанию разбиваются по строкам, и в ограждениях могут быть разрывы. Ручные разрывы строк делаются с помощью \breakhere.

\starttext
\samplefile{tufte}

\startformula[align=slanted,margin=2em]
    \int_0^1 \frac{x^9}{(x^2+1)^{16}} \dd x 
    = \int_0^1 \left[
         \frac{x} {(x^2+1)^{12}}
        -\frac{4x}{(x^2+1)^{13}}
        +\frac{6x}{(x^2+1)^{14}}
        \breakhere
        -\frac{4x}{(x^2+1)^{15}}
        +\frac{x} {(x^2+1)^{16}}
        \right] \dd x
\stopformula

\samplefile{douglas}
\stoptext