Разрыв строки в длинных формулах

Разрыв строки в длинных формулах в LaTeX удобно выполнить с помощью окружения split из пакета amsmath:

\[
\begin{split}
L_n(u) = u^{(n)}(x) + a_1(x) u^{(n-1)}(x) + a_2(x) u^{(n-2)}(x) + \ldots + 
+ a_{n-1}(x) u^\prime(x) + a_n(x) u(x) .
\end{split}
\]

или окружения multlined из пакета mathtools:

\[
\begin{multlined}
L_n(u) = u^{(n)}(x) + a_1(x) u^{(n-1)}(x) + a_2(x) u^{(n-2)}(x) + \ldots + 
+ a_{n-1}(x) u^\prime(x) + a_n(x) u(x) .
\end{multlined}
\]

Первая формула оформлена с помощью split, вторая -- с multlined

Видно, что split делает больший вертикальный отступ до и после формулы.

Пакет mathtools основан на amsmath и поддерживает как multlined, так и split. Но: с 2014 года он не входит в комплект поставки MikTeX.

А вот ещё пара примеров, реализованных с помощью окружений aligned и align из пакета amsmath

\begin{equation}
  \begin{aligned}
        \alpha &=& 1&+2- 
               & &-3&+4+6+ 
               & &+5&-1,
  \end{aligned}
\end{equation}

\begin{align}
\alpha &= 1 + 2 -    \notag 
&\phantom{{}=1}-3 + 4 + 6 + 
&\phantom{{}=1}+5-1,  \notag
\end{align}

Обратите внимание на использование \phantom в последнем примере. Аргумент \phantom становится "фантомом": он как бы есть (место под него резервируется), но в то же время его нет (содержимое команды не отображается). Использование \phantom позволяет выровнять знаки второй и последующих строк по знаку "+" первой строки.

\notag убирает нумерацию строк там, где она не нужна.

Использование align позволяет избежать дополнительного окружения формулы в equation или displaymath. Зато возникает необходимость убирать нумерацию строк. Окружение align* делает то же самое, что и align, но без нумерации строк формулы.

Для полноты картины применим \phantom в aligned:

\begin{equation}
\begin{aligned}
\alpha &= 1 + 2 -     
&\phantom{{}=1}-3 + 4 + 6 + 
&\phantom{{}=1}+5-1,  
\end{aligned}
\end{equation}