Untuk menempatkan blok cases di antara langkah-langkah yang sejajar dalam satu persamaan LaTeX, letakkan cases di dalam satu baris aligned, lalu bungkus seluruh struktur dengan equation. Dengan demikian, tanda sama dengan tetap sejajar dan seluruh derivasi mendapat satu nomor persamaan.

Panduan ini ditujukan bagi seseorang yang mengedit dokumen .tex di Mac dan ingin menempatkan langkah-langkah aljabar biasa di atas dan di bawah ekspresi sepotong-sepotong. Contoh utama hanya menggunakan amsmath; alternatifnya menjelaskan kapan mathtools atau blok-blok yang dipusatkan secara terpisah lebih sesuai.

Bagaimana menjaga agar langkah-langkah dan cases berada dalam satu persamaan yang sejajar?

Gunakan tiga tingkat bersarang: equation memuat seluruh tampilan, aligned menyusun derivasi, dan cases menyediakan ekspresi bertanda kurung kurawal dalam satu baris. Panduan resmi menjelaskan aligned sebagai blok penyusun yang dapat ditempatkan di dalam ekspresi pembungkus dan mengharuskan aligned serta cases berada dalam mode matematika. Lihat bagian 3.7 di Panduan Pengguna untuk Paket amsmath.

Berikut dokumen lengkapnya. Misalkan n adalah bilangan bulat dan a adalah skalar. Ekspresi tersebut bernilai a baik n genap maupun ganjil; blok cases memperlihatkan penalaran antara itu.

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}

\begin{document}
Let \(n\) be an integer and \(a\) be a scalar.
\begin{equation}
\label{eq:cases-chain}
\begin{aligned}
S(n) &= a\bigl[(-1)^n+1-(-1)^n\bigr] \\
     &= a(-1)^n+a\bigl(1-(-1)^n\bigr) \\
     &= \begin{cases}
          a+0,   & \text{if } n \text{ is even}, \\
          -a+2a, & \text{if } n \text{ is odd}
        \end{cases} \\
     &= a.
\end{aligned}
\end{equation}
The result is recorded in \eqref{eq:cases-chain}.
\end{document}

Baca contoh tersebut sebagai empat baris luar. Dua baris pertama menguraikan ekspresi, baris ketiga mengevaluasinya berdasarkan paritas, dan baris keempat memberikan hasil yang sama. Kedua cabang menghasilkan a, sehingga kesetaraan terakhir berlaku untuk setiap bilangan bulat n. Aljabar ini hanya sebagai ilustrasi; gantilah dengan ekspresi dan kondisi dari derivasi Anda sendiri.

Ampersand dan pemisah baris mana yang digunakan oleh masing-masing lingkungan?

&= di bagian luar menandai titik perataan sebelum setiap tanda sama dengan. Di dalam cases, ampersand memisahkan ekspresi cabang dari kondisinya. Kedua tingkat ini memiliki tugas masing-masing: blok cases menempati sebagian dari satu baris luar, meskipun memuat beberapa baris cabang. Paket ini menerapkan cases sebagai larik dua kolom dengan kurung kurawal kiri, seperti ditunjukkan dalam dokumentasi paket amsmath.

Peralihan penting dalam contoh ini adalah \end{cases} \\. Penutupan cases mengakhiri ekspresi sepotong-sepotong; \\ setelahnya mengakhiri baris aligned yang membungkusnya. Setelah itu, &= a berikutnya dapat dimulai tepat di bawah tanda sama dengan sebelumnya. Pemisah baris di dalam cases hanya berpindah ke cabang lain.

Saat menyesuaikan contoh, pertahankan dulu struktur tersebut. Ubah satu ekspresi cabang atau kondisi pada satu waktu, lalu periksa hasilnya. Dengan begitu, lebih mudah menentukan apakah tata letak yang tak terduga berasal dari derivasi yang membungkusnya atau dari ekspresi sepotong-sepotong itu sendiri.

Bagaimana menggunakan contoh ini di Mac?

Anda memerlukan distribusi LaTeX yang berfungsi dan editor sumber. Jika Anda sudah menggunakan TeXShop, aplikasi ini menyediakan editor dan pratinjau PDF serta menggunakan TeX Live untuk penyusunan huruf. Alur kerja PDF bawaannya menggunakan pdftex dan pdflatex, menurut halaman Tentang TeXShop milik pengembang.

  1. Buat dokumen sumber baru dan tempelkan contoh lengkapnya.
  2. Simpan sebagai cases-between-steps.tex.
  3. Gunakan mesin penyusunan huruf LaTeX, seperti pdflatex.
  4. Pilih Typeset dari menu Typeset TeXShop. Perintah tersebut menyusun dokumen saat ini, sebagaimana dijelaskan dalam Perubahan TeXShop.
  5. Jalankan penyusunan lagi jika referensi persamaan belum terselesaikan, lalu periksa PDF.

Periksa tiga hal di pratinjau: tanda sama dengan di bagian luar membentuk satu kolom vertikal, kurung kurawal hanya mencakup dua cabang, dan derivasi memiliki satu nomor persamaan. Baca juga kedua kondisi dan baris terakhir untuk memastikan matematikanya tetap benar setelah diedit.

Contoh-contoh ini diperiksa berdasarkan dokumentasi, tetapi tidak dikompilasi di sini karena mesin LaTeX tidak tersedia. Coba dokumen kecil yang berdiri sendiri ini sebelum memasukkannya ke proyek yang lebih besar.

Lingkungan dan paket mana yang sebaiknya dipilih?

Pilih struktur luar berdasarkan hubungan antar-langkah. Untuk rangkaian kesetaraan yang berkesinambungan, gunakan satu perataan bersama. Untuk kelompok-kelompok terpisah yang hanya perlu ditempatkan di atas dan di bawah blok cases, gunakan alternatif yang dipusatkan secara terpisah di bagian berikutnya.

Hasil yang diinginkan Struktur Paket
Perataan tanda sama dengan bersama dan satu nomor equation yang memuat aligned, dengan cases bersarang amsmath
Kelompok yang dipusatkan secara terpisah dan satu nomor equation yang memuat gathered, dengan blok-blok bersarang amsmath
Pecahan yang lebih besar di seluruh baris cases Ganti cases dengan dcases mathtools
Kondisi yang otomatis ditampilkan sebagai teks Gunakan cases* atau dcases* mathtools

Blok-blok penyusun ringkas dijelaskan dalam panduan pengguna amsmath; varian cases tambahan dijelaskan dalam bagian 3.4.3 dari Paket mathtools.

Kapan sebaiknya mengganti cases dengan dcases?

cases biasa menggunakan matematika bergaya teks. Lingkungan dcases dari mathtools menggunakan gaya tampilan, yang berguna ketika pecahan membutuhkan lebih banyak ruang. Memuat mathtools juga memuat amsmath. Varian berbintang dcases* menampilkan kolom kedua sebagai teks; letakkan kondisi matematika di sana dengan pembatas matematika sebaris. Perilaku ini dijelaskan dalam Paket mathtools.

Alternatif lengkap ini menggunakan pecahan. Untuk bilangan bulat n, penyebut pada baris pertama bernilai tiga atau satu, sehingga kedua cabang terdefinisi.

\documentclass{article}
\usepackage{mathtools}

\begin{document}
Let \(n\) be an integer and \(a\) be a scalar.
\begin{equation}
\begin{aligned}
T(n) &= \frac{2a}{2+(-1)^n} \\
     &= \begin{dcases}
          \frac{2a}{3}, & \text{if } n \text{ is even}, \\
          2a,          & \text{if } n \text{ is odd}
        \end{dcases} \\
     &= \frac{a}{1+\frac{1}{2}(-1)^n}.
\end{aligned}
\end{equation}
\end{document}

Di sini, mengubah gaya cabang tidak mengubah tata letak luar. Pilih cases untuk cabang yang ringkas dan dcases jika pecahan lebih baik ditampilkan dengan gaya tampilan. Dengan cases atau dcases, letakkan prosa di dalam \text{...}; dengan varian berbintang, tulis prosa langsung di kolom kedua.

Bagaimana jika blok-bloknya hanya perlu ditumpuk?

Gunakan gathered ketika kelompok atas dan bawah memerlukan perataan lokal masing-masing. Ini merupakan penerapan blok penyusun ringkas yang dijelaskan dalam panduan: setiap kelompok aligned menjadi satu baris dalam struktur gathered yang membungkusnya. Lihat blok penyusun perataan amsmath.

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}

\begin{document}
Let \(n\) be an integer and \(a,b\) be scalars.
\begin{equation}
\begin{gathered}
  \begin{aligned}
    S(n) &= a\bigl[(-1)^n+1-(-1)^n\bigr] \\
         &= a(-1)^n+a\bigl(1-(-1)^n\bigr)
  \end{aligned} \\
  S(n)=\begin{cases}
         a+0,   & \text{if } n \text{ is even}, \\
         -a+2a, & \text{if } n \text{ is odd}
       \end{cases} \\
  \begin{aligned}
    S(n)   &= a, \\
    S(n)+b &= a+b.
  \end{aligned}
\end{gathered}
\end{equation}
\end{document}

Susunan ini sengaja memberi posisi horizontal yang berbeda pada kelompok atas, ekspresi tengah, dan kelompok bawah. Tanda sama dengannya tidak harus berimpit di antara kelompok-kelompok tersebut. Mengulang S(n) memperjelas keterkaitannya, sedangkan baris terakhir menambahkan konsekuensi dari hasil tersebut.

Jika Anda memerlukan satu kolom tanda sama dengan yang berkesinambungan, gunakan kembali contoh pertama. Kelompok aligned yang terpisah tidak dapat berbagi titik perataan hanya karena muncul dalam persamaan yang sama.

Bagaimana mendiagnosis masalah tata letak yang umum?

Periksa dari bagian luar ke dalam. Kenali tampilan bernomor, lalu struktur yang membentuk baris-barisnya, kemudian blok cases. Gunakan urutan diagnosis berikut sebelum menambahkan penyesuaian spasi:

  • Langkah-langkah bawah muncul di samping blok cases: periksa \\ luar tepat setelah \end{cases}.
  • Kelanjutan yang dimaksud muncul di bawah kurung kurawal: periksa apakah \end{cases} muncul sebelum kelanjutan itu.
  • Tanda sama dengan di atas dan bawah berbeda posisi: periksa apakah keduanya berasal dari kelompok aligned yang terpisah. Gunakan satu aligned luar untuk perataan bersama.
  • Dokumen melaporkan penyarangan yang keliru: periksa apakah align berada di dalam equation. Gunakan lingkungan subordinat aligned pada posisi tersebut.
  • Pecahannya tampak terlalu kecil: pertimbangkan dcases dan muat mathtools.

Diagnosis penyarangan ini didukung oleh pemulihan terdokumentasi dalam paket untuk struktur persamaan yang penyarangannya keliru, yang menggantinya dengan aligned; lihat dokumentasi paket amsmath. Alternatif pecahan mengikuti dokumentasi cases mathtools.

Untuk menambahkan sedikit ruang setelah blok cases, ganti penutup baris luarnya dengan \end{cases} \\[4pt]. Besaran ini merupakan titik awal ilustratif. Jangan sertakan baris kosong di dalam lingkungan matematika dan hilangkan \\ penutup baris setelah baris terakhir. Konvensi ini dibahas dalam bagian 3.1 dan 3.9 dari panduan pengguna amsmath.

Salah satu keterbatasan utamanya adalah pemenggalan halaman: aligned dan gathered membentuk struktur yang tidak dapat dipenggal, sehingga \allowdisplaybreaks tidak akan memisahkannya ke beberapa halaman. Untuk derivasi yang sangat panjang, susun ulang tampilannya alih-alih berharap perintah tersebut membagi tata letak bersarang ini. Batasan ini dijelaskan dalam panduan amsmath tentang pemenggalan halaman.

Untuk derivasi pendek biasa, mulailah dengan satu equation, satu aligned, dan satu baris cases yang bersarang. Pertahankan pemisah baris luar setelah blok cases, verifikasi setiap kondisi cabang, dan beralih ke struktur lain hanya jika Anda memerlukan perataan horizontal atau ukuran matematika yang berbeda.

Sumber