Gibt es ein Analogon für \hfill im Mathemodus?

\hfill gibt es im Mathemodus zwar nicht, aber man kann innerhalb einer flalign Umgebung den Befehl \mathemakebox aus dem mathtools Paket dafür nutzen. Dabei bleibt die Ausrichtung erhalten und man kann auch eine Gleichungsnummer setzen lassen.

Die flalign Umgebung ähnelt wie die align Umgebung einer array Umgebung mit rl Spaltenpaaren. Allerdings wird zusätzlicher Leerraum nur zwischen l und darauf folgenden r Spalten eingefügt und nicht an den Rändern, d.h. flalign nutzt die gesamte Zeile aus.

In dem unten stehenden Beispiel werden die Gleichheitszeichen an dem ersten & ausgerichtet. Der zusätzliche Leerraum wird dann vor dem zweiten & eingefügt. Dadurch werden die Integrale jeweils rechts ausgerichtet.

Die Integrale sind nun aber leider breiter als der für die letzte Spalte zur Verfügung stehende Platz und würden deshalb über den Textbereich hinaus ragen. Abhilfe schaffen die optionalen Argumente von \mathemakebox, mit denen man die tatsächliche Breite der Box „verstecken“ kann. Im ersten optionalen Argument bestimmt man welche horizontale Ausdehnung der Box unabhängig vom tatsächlichen Inhalt zugewiesen werden soll. Das kann ein ganz kleiner Wert. Für den Fall, dass eventuell auch Gleichungsnummern angezeigt werden sollen, darf er allerdings nicht in allen Zeilen 0pt sein, da sonst die Integrale bis ganz ans Zeilenende rutschen und sich mit den Gleichungsnummern überlagern. Im zweiten optionalen Argument kann man die Ausrichtung des Inhaltes innerhalb der Box festlegen. Die Integrale sollen rechts bündig stehen, also muss hier r angegeben werden.

\documentclass[12pt]{article}
\usepackage{mathtools}% lädt auch amsmath
\usepackage{showframe}% Seitenaufteilung
\begin{document}
\begin{flalign*}
  \frac{J^n(x) - e^{n\pi i} J^{-n}(x)}{\sin 2n\pi} &=
    \frac{-i}{\pi\sqrt{2}}
    \frac{\Gamma(\frac{1}{2} - n)}{\Gamma(\frac{1}{2})}
    x^n e^{xi + \frac{1}{2}(n - \frac{1}{2})\pi i} \cdot&\\
  &&\mathmakebox[1pt][r]{\int_0^\infty e^{-xr} r^{n - \frac{1}{2}}
    \left(1 + \frac{ri}{2}\right)^{n - \frac{1}{2}} \mathrm{d}r}
  \intertext{Die zweite Substitution ergibt:}
  e^{n\pi i} \frac{e^{n\pi i} J^n(x) - J^{-n}(x)}{\sin 2n\pi} &=
    \frac{+i}{\pi\sqrt{2}}
    \frac{\Gamma(\frac{1}{2} - n)}{\Gamma(\frac{1}{2})}
    x^n e^{-xi + \frac{1}{2}(3n + \frac{1}{2})\pi i} \cdot&\\
  &&\mathmakebox[1pt][r]{\int_0^\infty e^{-xr} r^{n - \frac{1}{2}}
    \left(1 - \frac{ri}{2}\right)^{n - \frac{1}{2}} \mathrm{d}r}
\end{flalign*}
%
\begin{flalign}
  \frac{J^n(x) - e^{n\pi i} J^{-n}(x)}{\sin 2n\pi} &=
    \frac{-i}{\pi\sqrt{2}}
    \frac{\Gamma(\frac{1}{2} - n)}{\Gamma(\frac{1}{2})}
    x^n e^{xi + \frac{1}{2}(n - \frac{1}{2})\pi i} \cdot&\notag\\
  &&\mathmakebox[1pt][r]{\int_0^\infty e^{-xr} r^{n - \frac{1}{2}}
    \left(1 + \frac{ri}{2}\right)^{n - \frac{1}{2}} \mathrm{d}r}
  \intertext{Die zweite Substitution ergibt:}
  e^{n\pi i} \frac{e^{n\pi i} J^n(x) - J^{-n}(x)}{\sin 2n\pi} &=
    \frac{+i}{\pi\sqrt{2}}
    \frac{\Gamma(\frac{1}{2} - n)}{\Gamma(\frac{1}{2})}
    x^n e^{-xi + \frac{1}{2}(3n + \frac{1}{2})\pi i} \cdot&\notag\\
  &&\mathmakebox[1pt][r]{\int_0^\infty e^{-xr} r^{n - \frac{1}{2}}
    \left(1 - \frac{ri}{2}\right)^{n - \frac{1}{2}} \mathrm{d}r}
\end{flalign}
\end{document}

align und ähnliche Umgebungen sind ja Tabellen mit ihrer Zellenstruktur recht ähnlich, da sie alle auf der gleichen zugrundeliegenden TeX-Idee aufbauen und intern sogenannte Zellen-Templates verwenden. Um aus solchen Templates für eine Zelle auszubrechen, stellt TeX \omit bereit. Will man komplett aus der Ausrichtungsstruktur ausbrechen, dann verwendet mal TeX's \noalign{}.

Hier folgt deshalb eine Idee, die ich von Enrico Gregorio geklaut habe, die dieses \omit verwendet (womit das Tabellentemplate für die aktuelle Zelle nicht verwendet wird) und damit die Verwendung von \hfill ermöglicht.

Das verwendete \ifmeasuring@ stammt von amsmath. Der Inhalt von amsmath's Ausrichtungsumgebungen wird zweimal gesetzt: einmal, um den Inhalt auszumessen, das zweite mal, wie es später aussieht. \ifmeasuring@ testet, ob gerade die Mess-Phase stattfindet.

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}

\makeatletter
\newcommand{\specialcell}[1]{\ifmeasuring@#1\else\omit$\displaystyle#1$\ignorespaces\fi}
\makeatother

\usepackage{showframe}% Seitendimensionen

\begin{document}
\begin{align*}
  (a + b + c) &= (a + b + c + d + e + f + g + h + i) \\
  & \specialcell{\hfill\text{(foo)}} \\
  \noalign{\hfill(xxx)}
\end{align*}

\begin{align*}
  (a + b + c + d + e + f + g + h + i) &= (a + b + c) \\
  \specialcell{\text{(foo)}\hfill} \\
  \specialcell{\hfill\text{(foo)}\hfill} \\
  \noalign{\hfill(xxx)}
\end{align*}

\end{document}

beispielsweise mit multline

\documentclass[12pt]{article}
\usepackage{amsmath}
\begin{document}
\begin{multline*}
  \frac{J^n(x) - e^{n\pi i} J^{-n}(x)}{\sin 2n\pi} =
    \frac{-i}{\pi\sqrt{2}}
    \frac{\Gamma(\frac{1}{2} - n)}{\Gamma(\frac{1}{2})}
    x^n e^{xi + \frac{1}{2}(n - \frac{1}{2})\pi i} \cdot   \\
    \int_0^\infty e^{-xr} r^{n - \frac{1}{2}}
    \left(1 + \frac{ri}{2}\right)^{n - \frac{1}{2}} \mathrm{d}r 
\end{multline*}
%
Die zweite Substitution ergibt:
%
\begin{multline*}
  e^{n\pi i} \frac{e^{n\pi i} J^n(x) - J^{-n}(x)}{\sin 2n\pi} =
    \frac{+i}{\pi\sqrt{2}}
    \frac{\Gamma(\frac{1}{2} - n)}{\Gamma(\frac{1}{2})}
    x^n e^{-xi + \frac{1}{2}(3n + \frac{1}{2})\pi i} \cdot  \\
    \int_0^\infty e^{-xr} r^{n - \frac{1}{2}}
    \left(1 - \frac{ri}{2}\right)^{n - \frac{1}{2}} \mathrm{d}r
\end{multline*}
\end{document}