前言

我撰写本文的目的在于简单总结LaTex数学公式的语法。更具体的说,本文是面向仅需要使用LaTex来生成数学公式的初学者和希望通过mathjax插件在文章里插入数学公式的作者们。

本文分为上下两个部分,上半部分介绍基本的公式,看完你就能打出任何一本数学书籍中的单行公式了。下半部分难度稍高,包含介绍如何书写跨行公式、如何绘制表格等内容,具体见“LaTex数学公式简明教程(下)”。

所以本文不涉及与数学公式不太相关的LaTex内容。换句话说,不会出现对诸如“如何让小数点对齐”、“如何添加编号”问题的解答。

这里是我的个人网站: https://endlesslethe.com/latex-math-formula-tutorial.html 有更多总结分享,最新更新也只会发布在我的个人网站上。

概述

LaTex 使用一种特殊的模式来排版数学符号和公式(mathematics)。
段落中的数学表达式应该置于 \(\)$$ 或者 \begin{math}\end{math} 之间,它们是嵌入文本的。
对于较大的数学式子,最好的方法是将它们放置于 \[\]\begin{displaymath}\end{displaymath} 之间。这样公式会单独占用一行。

Note:

  • 在使用Markdown编辑器时,\( 应该转义为\\(,换行的\\转义为\\\\,大括号\{转义为\\{
  • 这里的“转义”可以简单的理解为“写作”,正确的理解是将本来\(的意义映射到了\\(上。
  • 为什么?因为\(在Markdown编辑器中已经被转义了。

Note:非常重要的一点,所有的表达式中的空格都不会出现在最后生成的LeTex式子中,如果有需要,见"空格与分行"部分

基本表达式

和我们平时使用的简记法类似,LaTex在^_sqrt的基础上加入了大量定义的数学符号。对于每一个符号(Symbol),LaTex中用\symbol来表示。后文会列出常用的运算符号。

而且每个运算符号仅对其后面第一个字符起作用。所以,如果你希望某一命令作用于多个字符的话,那么你就必须将它们放置于括号中:\symbol{...}。比如a_max和a_{max}是不同的:
\(a_max\)和\(a_{max}\)。

加减乘除

加减即用+-表示
乘法使用 \cdot 将点乘的圆点符表示出来,或者是\times
除法可以选用分数的 \frac 或普通的 /\div

x_1 = 3 + 2 - 1\\
x_2 = t_1 \times t_2\\
x_2 = t_1 \cdot t_2\\
y = \frac{x_1}{x_2}\\
y = {x_1}/{x_2}\\
y = {x_1} \div {x_2}

x1=3+21x2=t1×t2x2=t1t2y=x1x2y=x1/x2y=x1÷x2 x_1 = 3 + 2 - 1\\\\ x_2 = t_1 \times t_2\\\\ x_2 = t_1 \cdot t_2\\\\ y = \frac{x_1}{x_2}\\\\ y = {x_1}/{x_2}\\\\ y = {x_1} \div {x_2}

指数和下标

可用 ^ 和 _ 后加相应的字符来实现。即^{}_{}

x^n_0

x0n x^n_0

平方根

\sqrt[3]{n}

n3 \sqrt[3]{n}

分数

y = \frac{x_1}{x_2}

y=x1x2 y = \frac{x_1}{x_2}

求和、积分和连乘

积分运算符用 \int 来生成。
求和运算符由 \sum 生成。
连乘运算符由 \prod 生成。它们的上限和下限用 ^ 和 _ 来生成,同样是上标和下标的语法。

\sum_{i=1}^{n} \qquad
\int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \qquad
\prod_\epsilon

i=1n0π2ϵ \sum_{i=1}^{n} \qquad \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \qquad \prod_\epsilon

希腊字母

Latex数学公式简明教程(上)

添加下划线等

命令 \overline\underline 在表达式的上、下方画出水平线。
命令 \overbrace\underbrace 在表达式的上、下方给出一水平的大括号。
向量可由 \vec 得到。另两个命令 \overrightarrow\overleftarrow在定义从 A 到 B 的向量时非常有用。

\overline{A+B} \\
\overbrace{A+b} \\
\vec{A+B} \\
\overrightarrow{A+B}

A+BA+bA+BA+B \overline{A+B}\\\\ \overbrace{A+b}\\\\ \vec{A+B}\\\\ \overrightarrow{A+B}

其他见下图:
Latex数学公式简明教程(上)
Note:可覆盖多个字符的宽重音符号可由 \widetilde 和 \widehat 等得到。

数的集合

如\(\mathbb{R}\)、\(\mathbb{N}\)等,使用\mathbb{R}得到(需要amsfonts宏包)
Note:CSDN不支持这一命令,如果想看效果的话,请戳上面我的blog连接。

常用函数名

函数名通常用罗马字体正体排版,而不是像变量名一样用意大利体排
版。因此,LaTex提供下述命令来排版最重要的一些函数名:
Latex数学公式简明教程(上)

定界符/分隔符

我们平时最常使用的定界符就是括号。下面列出了更多的定界符:
Latex数学公式简明教程(上)

在使用括号(braces)和其它定界符(delimiters)时,我们还需要使用 \left 和 \right来控制它们的大小。
比如一个分数直接加括号,括号很小不美观。用 \left(\right) 括起来就让括号完整的将分数包裹起来。

代码 效果
\[1 + \left( \frac {1}{2} \right) ^ 2\] \[1 + \left( \frac {1}{2} \right) ^ 2\]
\[1 + ( \frac {1}{2} ) ^ 2\] \[1 + ( \frac {1}{2} ) ^ 2\]
\[1 + \left (\left ( \frac{1}{ 1-x^{2} } \right) ^ 3\right) ^ 3\] \[1 + \left (\left ( \frac{1}{ 1-x^{2} } \right) ^ 3\right) ^ 3\]
\[1 + (\left ( \frac{1}{ 1-x^{2} } \right) ^ 3) ^ 3\] \[1 + (\left ( \frac{1}{ 1-x^{2} } \right) ^ 3) ^ 3\]

Note:如果我们想隐藏右括号,我们写成 \left \(\right. (\right加一个句号)。因为 \left\right 是成对出现的,不能单独使用。隐藏左括号同理。

人为控制格式

当有多级嵌\left\right的括号时,LaTex会自动确定括号的大小。但LaTex也提供了让用户确定括号大小的方式:\big, \Big, \bigg 及 \Bigg。
Latex数学公式简明教程(上)

空格和分行

在数学公式中,空格将被忽略。所有的空格或是由数学表达式逻辑的衍生,或是由特殊的命令如 ,,\quad 或 \qquad 来得到。

空格 代码 效果 宽度
两个quad空格 a \qquad b \(a \qquad b\) 两个m的宽度
quad空格 a \quad b \(a \quad b\) 一个m的宽度
大空格 a\ b \(a\ b\) 1/3m宽度
中等空格 a\;b \(a;b\) 2/7m宽度
小空格 a\,b \(a,b\) 1/6m宽度
没有空格 ab \(ab\)
紧贴 a\!b \(a!b\) 缩进1/6m宽度

关于分行,如果是不相关的公式,当然可以简单地使用回车换行。但是对于有内在联系的公式,就需要使用特别的命令了,具体见“LaTex数学公式简明教程(下)

省略号

输入三个圆点可以使用几种命令。

  • \ldots 将点排在基线上。
  • \cdots 将它们设置为居中。
  • 除此之外,可用 \vdots 命令使其垂直,而用 \ddots 将得到对角型(diagonal dots)。

\phantom命令

对于一个普通的、具有上下标的字符,比如\Gamma_{ij}^{k},它其实是经过LaTex自动填充空格的。而\phantom命令可以取消掉这些自动填充的空格。

{}^{12}_{\phantom{1}6}\textrm{C}
\qquad \textrm{versus} \qquad
{}^{12}_{6}\textrm{C}

Note:Mathjax并不支持这一命令。所以这里不能提供示例,不过感兴趣的可以复制上面代码,自己试试。

使用非数字变量的字符

数学公式中写入非数学变量的字符(non-mathematical elements),使用Roman字体,而不是数学变量的斜体(italics),例如“ if ”, 使用\mbox{if}或者\text{if}
Note:CSDN不支持\mbox,如果想看效果的话,请戳上面我的blog连接。

if \\
\text{if} \\
\mbox{ if }

ifif if \\\\ \text{if}

参考文献

I. 常用数学符号的 LaTex 表示方法
II. 一份不太简短的LATEX 介绍
III. Latex数学公式中的空格
IV. LaTeX技巧心得255:用laTeX排版大括号的三种方法
V. 基本数学公式语法(of MathJax)

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