Для начала достаточно знать, что \( \) (эквивалентно

) — для формул в тексте, а \begin{equation}\end{equation} — для выключенных формул
Вопрос как раз не в этом... Интересно про всякие gather, multline и т.п. и их отличие от gathered, gatherat, eqnarray и т.п., а также точная мспесификация.