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我在使用 split 時做錯了什麼？

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我在使用 split 時做錯了什麼？

我在下面的程式碼中做錯了一些事情，導致最後一個方程式不能單獨寫在一行上。我想做的是將倒數第二個方程式分成兩行。但這種情況發生了：

在此輸入影像描述

由於某種原因，最後一個方程式在右側繼續存在。你能找出問題所在嗎？

\usepackage{amsmath}
\newcommand{\q}[2]{\langle #1 | #2 \rangle}
\newcommand{\qr}[1]{|#1\rangle} 
\newcommand{\ql}[1]{\langle #1|} 
\DeclareMathOperator{\mdc}{mdc}

\begin{document}
\begin{align*}
  \qr{\psi_2} &= U_f \qr{\psi_1}\\
              &= U_f \frac{1}{\sqrt{2^4}} \left[\qr0 + \qr1 + \qr2+\qr3+\qr4+\qr5+\qr6 + \qr{7}\right] \qr0 \qr0\\
              &= U_f \frac{1}{\sqrt{2^4}} \left[\qr0\qr0 + \qr1\qr0 + \qr2\qr0+\qr3\qr0+\qr4\qr0+\qr5\qr0+\qr6\qr0 + \qr{7}\qr0\right] \qr0\\
\begin{split}
              &= \frac{1}{\sqrt{2^4}} \big[U_f\qr0\qr0 + U_f\qr1\qr0 + U_f\qr2\qr0+U_f\qr3\qr0 \\
              &\qquad\qquad + U_f\qr4\qr0+U_f\qr5\qr0+U_f\qr6\qr0 + U_f\qr{7}\qr0\big] \qr0\\
\end{split}
              &= \frac{1}{\sqrt{2^4}} \left[\qr0\qr2 + \qr1\qr4 + ... + \qr{i}\qr{f(i)} + ... + \qr{7}\qr1\right] \qr0,
\end{align*}

\end{document}

編輯：當我寫這個問題時，我一定很累，因為，如果你了解一點量子計算，你會發現我應該有 16 個狀態，而不是我寫的 8 個狀態。

答案1

除了擺脫不需要的split環境之外，您可能還希望 (a)U_f更緊湊地排版術語，即 as U_{\!f}，(b) 將各種\left[and\right]指令替換為\bigl[and \bigr]，以及 (c) 替換...為\dots。

在此輸入影像描述

\documentclass{article}
\usepackage{mathtools} % for '\DeclarePairedDelimiter' macro
\DeclarePairedDelimiter\qr\lvert\rangle
\newcommand{\Uf}{U_{\!f}}

\begin{document}

\begin{align*}
\qr{\psi_2} 
&= \Uf \qr{\psi_1}\\
&= \Uf \frac{1}{\sqrt{2^4}} 
   \bigl[\qr0 + \qr1 + \qr2+\qr3 +\qr4 
   +\qr5 +\qr6 + \qr7\bigr] \qr0 \qr0\\
&= \Uf \frac{1}{\sqrt{2^4}} 
   \bigl[\qr0\qr0 + \qr1\qr0 + \qr2\qr0+\qr3\qr0
   +\qr4\qr0+\qr5\qr0+\qr6\qr0 + \qr7\qr0\bigr] \qr0\\
&= \frac{1}{\sqrt{2^4}} 
   \bigl[\Uf\qr0\qr0 + \Uf\qr1\qr0 + \Uf\qr2\qr0+\Uf\qr3\qr0 \\
&\qquad\qquad 
   + \Uf\qr4\qr0+\Uf\qr5\qr0+\Uf\qr6\qr0 
   + \Uf\qr7\qr0\bigr] \qr0\\
&= \frac{1}{\sqrt{2^4}} 
   \bigl[\qr0\qr2 + \qr1\qr4 + \dots 
   + \qr{i}\qr{f(i)} + \dots + \qr7\qr1\bigr] \qr0,
\end{align*}
\end{document}

答案2

我建議使用multlined來自 的環境mathtools以及\DeclarePairedDelimiter來自同一包的命令，這將產生縮放\, \qr和\ql：

\documentclass{article}
\usepackage{mathtools}
\DeclarePairedDelimiterX\norm[1]\lVert\rVert{\ifblank{#1}{\: · \:}{#1}}
\DeclarePairedDelimiterXPP{\twonorm }[1]{}{\lVert}{\rVert}{_{2}}{\ifblank{#1}{\: · \:}{#1}}
\DeclarePairedDelimiterX\q[2]{\langle}{\rangle}%
{#1\,\delimsize\vert\,\mathopen{}#2}
\DeclarePairedDelimiter{\qr}\vert\rangle
\DeclarePairedDelimiter{\ql}\langle \rvert
\DeclareMathOperator{\mdc}{mdc}

\begin{document}

\begin{align*}
  \qr{\psi_2} &= U_f \qr{\psi_1}\\
              &= U_f \frac{1}{\sqrt{2^4}} \bigl[\qr0 + \qr1 + \qr2+\qr3+\qr4+\qr5+\qr6 + \qr{7}\bigr] \qr0 \qr0\\
              &= U_f \frac{1}{\sqrt{2^4}}\bigl[\qr0\qr0 + \qr1\qr0 + \qr2\qr0+\qr3\qr0+\qr4\qr0+\qr5\qr0+\qr6\qr0 + \qr{7}\qr0\bigr] \qr0\\
              &= \begin{multlined}[t] \frac{1}{\sqrt{2^4}} \bigl[U_f\qr0\qr0 + U_f\qr1\qr0 + U_f\qr2\qr0+U_f\qr3\qr0 \\[-1.5ex]
             \qquad+ U_f\qr4\qr0+U_f\qr5\qr0+U_f\qr6\qr0 + U_f\qr{7}\qr0\bigr] \qr0
\end{multlined}\\
              &= \frac{1}{\sqrt{2^4}}\bigl[\qr0\qr2 + \qr1\qr4 + ... + \qr{i}\qr{f(i)} + ... + \qr{7}\qr1\bigr] \qr0,
\end{align*}

\end{document}

在此輸入影像描述

答案3

您可以使用aligned代替split，但split如果您\\在正確的位置發出，也可以這樣做。

與其製作自己的胸罩和內衣，不如使用專門的包裝，例如braket。我還刪除了所有無用的\leftand \right，它們除了添加不必要的空間之外沒有任何作用，而是使用\bigland \bigr（not \big）。

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}
\usepackage{braket}

\newcommand{\q}[2]{\braket{#1|#2}}
\newcommand{\qr}[1]{\ket{#1}}
\newcommand{\ql}[1]{\bra{#1}}

\DeclareMathOperator{\mdc}{mdc}

\begin{document}

\begin{align*}
\qr{\psi_2}
&= U_f \qr{\psi_1}\\
&= U_f \frac{1}{\sqrt{2^4}}
   \bigl[\qr0 + \qr1 + \qr2 + \qr3 + \qr4 + \qr5 + \qr6 + \qr{7}\bigr] \qr0 \qr0 \\
&= U_f \frac{1}{\sqrt{2^4}}
   \bigl[
     \qr0\qr0 + \qr1\qr0 + \qr2\qr0 + \qr3\qr0 + \qr4\qr0 +
     \qr5\qr0 + \qr6\qr0 + \qr{7}\qr0
   \bigr] \qr0 \\
&= \begin{aligned}[t]
   \frac{1}{\sqrt{2^4}}
   \bigl[
    &U_f\qr0\qr0 + U_f\qr1\qr0 + U_f\qr2\qr0+U_f\qr3\qr0 \\
    &\quad+ U_f\qr4\qr0+U_f\qr5\qr0+U_f\qr6\qr0 + U_f\qr{7}\qr0
   \bigr] \qr0
\end{aligned}\\
&= \frac{1}{\sqrt{2^4}}
   \bigl[
     \qr0\qr2 + \qr1\qr4 + \dots + \qr{i}\qr{f(i)} + \dots + \qr{7}\qr1
   \bigr] \qr0,
\end{align*}

\end{document}

在此輸入影像描述

您得到的結果與以下內容基本相同split：

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}
\usepackage{braket}
\newcommand{\q}[2]{\braket{#1|#2}}
\newcommand{\qr}[1]{\ket{#1}}
\newcommand{\ql}[1]{\bra{#1}}

\DeclareMathOperator{\mdc}{mdc}

\begin{document}

\begin{align*}
\qr{\psi_2}
&= U_f \qr{\psi_1}\\
&= U_f \frac{1}{\sqrt{2^4}}
   \bigl[\qr0 + \qr1 + \qr2 + \qr3 + \qr4 + \qr5 + \qr6 + \qr{7}\bigr] \qr0 \qr0 \\
&= U_f \frac{1}{\sqrt{2^4}}
   \bigl[
     \qr0\qr0 + \qr1\qr0 + \qr2\qr0 + \qr3\qr0 + \qr4\qr0 +
     \qr5\qr0 + \qr6\qr0 + \qr{7}\qr0
   \bigr] \qr0 \\
\begin{split}
&=\frac{1}{\sqrt{2^4}}
   \bigl[
    U_f\qr0\qr0 + U_f\qr1\qr0 + U_f\qr2\qr0+U_f\qr3\qr0 \\
    &\qquad\qquad+ U_f\qr4\qr0+U_f\qr5\qr0+U_f\qr6\qr0 + U_f\qr{7}\qr0
   \bigr] \qr0
\end{split}\\
&= \frac{1}{\sqrt{2^4}}
   \bigl[
     \qr0\qr2 + \qr1\qr4 + \dots + \qr{i}\qr{f(i)} + \dots + \qr{7}\qr1
   \bigr] \qr0,
\end{align*}

\end{document}

答案4

我認為您得到這個結果的原因是環境內的第二個換行符split應該在外部，如下所示：

\begin{align*}
  \qr{\psi_2} &= U_f \qr{\psi_1}\\
              &= U_f \frac{1}{\sqrt{2^4}} \left[\qr0 + \qr1 + \qr2+\qr3+\qr4+\qr5+\qr6 + \qr{7}\right] \qr0 \qr0\\
              &= U_f \frac{1}{\sqrt{2^4}} \left[\qr0\qr0 + \qr1\qr0 + \qr2\qr0+\qr3\qr0+\qr4\qr0+\qr5\qr0+\qr6\qr0 + \qr{7}\qr0\right] \qr0\\
\begin{split}
              &= \frac{1}{\sqrt{2^4}} \big[U_f\qr0\qr0 + U_f\qr1\qr0 + U_f\qr2\qr0+U_f\qr3\qr0 \\
              &\qquad\qquad + U_f\qr4\qr0+U_f\qr5\qr0+U_f\qr6\qr0 + U_f\qr{7}\qr0\big] \qr0
\end{split}\\
              &= \frac{1}{\sqrt{2^4}} \left[\qr0\qr2 + \qr1\qr4 + ... + \qr{i}\qr{f(i)} + ... + \qr{7}\qr1\right] \qr0,
\end{align*}

除了伯納德的答案中給出的建議之外，我還建議使用split內部環境equation*而不是align*，因為您似乎正在嘗試僅排版一個（儘管是多行）方程式：

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}
\newcommand{\q}[2]{\langle #1 | #2 \rangle}
\newcommand{\qr}[1]{|#1\rangle} 
\newcommand{\ql}[1]{\langle #1|} 
\DeclareMathOperator{\mdc}{mdc}

\begin{document}

\begin{equation*}
 \begin{split}
  \qr{\psi_2} &= U_f \qr{\psi_1}\\
              &= U_f \frac{1}{\sqrt{2^4}} \left[\qr0 + \qr1 + \qr2+\qr3+\qr4+\qr5+\qr6 + \qr{7}\right] \qr0 \qr0\\
              &= U_f \frac{1}{\sqrt{2^4}} \left[\qr0\qr0 + \qr1\qr0 + \qr2\qr0+\qr3\qr0+\qr4\qr0+\qr5\qr0+\qr6\qr0 + \qr{7}\qr0\right] \qr0\\
              &=\!\begin{multlined}[t] \frac{1}{\sqrt{2^4}} \big[U_f\qr0\qr0 + U_f\qr1\qr0 + U_f\qr2\qr0+U_f\qr3\qr0 \\[-1.5ex]
             \qquad+ U_f\qr4\qr0+U_f\qr5\qr0+U_f\qr6\qr0 + U_f\qr{7}\qr0\big] \qr0
\end{multlined}\\
              &= \frac{1}{\sqrt{2^4}} \left[\qr0\qr2 + \qr1\qr4 + ... + \qr{i}\qr{f(i)} + ... + \qr{7}\qr1\right] \qr0,
 \end{split}
\end{equation*}

\end{document}

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