Большое уравнение выходит за пределы поля, хотите отцентрировать его?

Question

У меня есть большое уравнение

\begin{document}

\begin{gather}
W = \frac{1}{2\mu_0}(\frac{\Psi'^2 \pi^2}{b^2} \sum_{m,n} a_{mn}^2 n^2 (ab/4) + \frac{\Psi'^2 \pi^2}{a^2} \sum_{m,n} a_{mn}^2 m^2 (ab/4) + \Psi'^2ab(\mu^2 + \sum_{m,n} \frac{8a_{mn} \mu^2}{\pi^2 mn} + \frac{a_{mn}^2 \mu^2}{4})) \notag \\[1ex]
W = \frac{\Psi'^2 ab}{2\mu_0}(\mu^2 + \sum_{m,n} [ \frac{a_{mn}^2}{4}(\frac{m^2 \pi^2 }{a^2} + \frac{n^2 \pi^2}{b^2} + \mu^2) + \frac{8a_{mn}\mu^2}{\pi^2 mn}]). \label{eq:energycart}
\end{gather}

\end{document}

В настройках моего документа первое уравнение ПРОСТО выходит за ожидаемые поля и в результате не центрируется по центру страницы (левая сторона остается на поле, правая сторона уходит). Можно ли как-то центрировать уравнение, даже если оно выходит за поля? Я не хочу разбивать уравнение на две строки.

Answer 1

Инстинкт может подсказать вам не вставлять перенос строки в первое уравнение. Однако типографские последствия невставки переноса строки будут серьезными. Например, первое уравнение будет полностью доминировать над вторым без какой-либо заметной типографской причины. Более того, человеческий глаз может воспринять лишь ограниченное количество материала, если он весь размещен на одной строке; предоставление хорошо выбранного переноса строки почти наверняка поможет читателю понять то, что вы пытаетесь сказать. Я бы также использовал большие скобки (используя \biggи \Big).

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}
\begin{document}
\begin{align}
W &= \frac{1}{2\mu_0}\biggl[
\frac{\Psi'^2 \pi^2}{b^2} \sum_{m,n} a_{mn}^2 n^2 (ab/4) + \frac{\Psi'^2 \pi^2}{a^2} \sum_{m,n} a_{mn}^2 m^2 (ab/4) \notag\\ 
&\qquad+ \Psi'^2ab\biggl(\mu^2 + \sum_{m,n} \frac{8a_{mn} \mu^2}{\pi^2 mn} + \frac{a_{mn}^2 \mu^2}{4}\biggr)\biggr] \notag \\[1ex]
W &= \frac{\Psi'^2 ab}{2\mu_0}\biggl[\mu^2 + \sum_{m,n} \biggl( \frac{a_{mn}^2}{4}\Bigl(\frac{m^2 \pi^2 }{a^2} + \frac{n^2 \pi^2}{b^2} + \mu^2\Bigr) + \frac{8a_{mn}\mu^2}{\pi^2 mn}\biggr)\biggr]. \label{eq:energycart}
\end{align}
\end{document}

Answer 2

Может быть, вы не хотите разбивать первое уравнение на две строки; ваши читатели хотят и будут вам благодарны. Однако я расскажу вам, как это сделать, надеясь, что вы этого не сделаете.

\documentclass{article}
\usepackage[pass,showframe]{geometry} % for the page frame
\usepackage{amsmath}
\usepackage{mathtools} % for \mathclap
\begin{document}
The following is good
\begin{align}
\begin{split}
W &= 
  \frac{1}{2\mu_0}\biggl(
    \frac{\Psi'^2 \pi^2}{b^2} \sum_{m,n} a_{mn}^2 n^2 \frac{ab}{4} +
    \frac{\Psi'^2 \pi^2}{a^2} \sum_{m,n} a_{mn}^2 m^2 \frac{ab}{4} + {} \\
  &\qquad\qquad
    \Psi'^2ab\biggl(
      \mu^2 + \sum_{m,n} \frac{8a_{mn} \mu^2}{\pi^2 mn} + \frac{a_{mn}^2 \mu^2}{4}
    \biggr)
  \biggr) 
\end{split}
\notag\\[1ex]
W &= 
  \frac{\Psi'^2 ab}{2\mu_0}\biggl(
    \mu^2 + \sum_{m,n} \biggl[
      \frac{a_{mn}^2}{4}\left(\frac{m^2 \pi^2 }{a^2} + \frac{n^2 \pi^2}{b^2} + \mu^2\right) +
      \frac{8a_{mn}\mu^2}{\pi^2 mn}
    \biggr]
  \biggr).
\label{eq:energycart}
\end{align}
On the other hand, this is really bad
\begin{gather}
\mathclap{
  W = 
  \frac{1}{2\mu_0}\biggl(
    \frac{\Psi'^2 \pi^2}{b^2} \sum_{m,n} a_{mn}^2 n^2 \frac{ab}{4} +
    \frac{\Psi'^2 \pi^2}{a^2} \sum_{m,n} a_{mn}^2 m^2 \frac{ab}{4} + 
    \Psi'^2ab\biggl(
      \mu^2 + \sum_{m,n} \frac{8a_{mn} \mu^2}{\pi^2 mn} + \frac{a_{mn}^2 \mu^2}{4}
    \biggr)
  \biggr) 
}
\notag\\[1ex]
W = 
  \frac{\Psi'^2 ab}{2\mu_0}\biggl(
    \mu^2 + \sum_{m,n} \biggl[
      \frac{a_{mn}^2}{4}\left(\frac{m^2 \pi^2 }{a^2} + \frac{n^2 \pi^2}{b^2} + \mu^2\right) +
      \frac{8a_{mn}\mu^2}{\pi^2 mn}
    \biggr]
  \biggr).
%\label{eq:energycart}
\end{gather}
\end{document}

Я использовал splitдля первого уравнения, на случай, если вы захотите присвоить ему номер (что, по моему мнению, следует сделать).

Answer 3

Если вы непременно хотите сохранить первое уравнение на той же строке, то замена (ab/4)на \,\frac{ab}{4}сделает это — и это будет выглядеть лучше, на мой взгляд. В качестве альтернативы вы можете использовать команду \mathclapиз mathtoolsпакета с первой строкой, но только с gatherокружением:

\documentclass{article}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage[showframe, nomarginpar]{geometry}
\usepackage{mathtools}

\begin{document}

\begin{align}
W &= \frac{1}{2\mu_0}\biggl[
\frac{\Psi'^2 \pi^2}{b^2} \sum_{m,n} a_{mn}^2 n^2\,\frac{ab}{4}+ \frac{\Psi'^2 \pi^2}{a^2} \sum_{m,n} a_{mn}^2 m^2\,\frac{ab}{4} + \Psi'^2ab\biggl(\mu^2 + \sum_{m,n} \frac{8a_{mn} \mu^2}{\pi^2 mn} + \frac{a_{mn}^2 \mu^2}{4}\biggr)\biggr] \notag \\[1ex]
W &= \frac{\Psi'^2 ab}{2\mu_0}\biggl[\mu^2 + \sum_{m,n} \biggl( \frac{a_{mn}^2}{4}\Bigl(\frac{m^2 \pi^2 }{a^2} + \frac{n^2 \pi^2}{b^2} + \mu^2\Bigr) + \frac{8a_{mn}\mu^2}{\pi^2 mn}\biggr)\biggr]. \label{eq:energycart}
\end{align}

\begin{gather}
\notag \mathclap{W = \frac{1}{2\mu_0}\biggl[
\frac{\Psi'^2 \pi^2}{b^2} \sum_{m,n} a_{mn}^2 n^2(ab/4)+ \frac{\Psi'^2 \pi^2}{a^2} \sum_{m,n} a_{mn}^2 m^2(ab/4)+ \Psi'^2ab\biggl(\mu^2 + \sum_{m,n} \frac{8a_{mn} \mu^2}{\pi^2 mn} + \frac{a_{mn}^2 \mu^2}{4}\biggr)\biggr]}\\[1ex]
W = \frac{\Psi'^2 ab}{2\mu_0}\biggl[\mu^2 + \sum_{m,n} \biggl( \frac{a_{mn}^2}{4}\Bigl(\frac{m^2 \pi^2 }{a^2} + \frac{n^2 \pi^2}{b^2} + \mu^2\Bigr) + \frac{8a_{mn}\mu^2}{\pi^2 mn}\biggr)\biggr]. \label{eq:energycart}
\end{gather}

\end{document}