Latex数学公式学习
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前言
- 官方文档(英文):
传送门:官方文档
网址:http://www.ctex.org/documents/packages/math/index.htm - 中文文档:
传送门:中文教程
网址:https://www.latexlive.com/help - 技巧:使用在线LaTeX公式编辑器,来生成LaTeX公式代码,然后复制到LaTeX编辑器(或Markdown编辑器)中,并在两边加上
$或$$即可。
在线LaTeX公式编辑器网址:https://www.latexlive.com/ - 插入公式
左对齐公式(行中公式):$数学公式$
居中公式(独立公式):$$数学公式$$
注意:使用$行中公式时,数学公式与$连接处不要有空格,否则公式不会显示;使用$$居中公式时,数学公式与$$连接处可以有空格。即$ 数学公式 $不显示公式。 - 注释:
%为单行注释。
注意事项
- 使用
$,即行中公式时,数学公式与$连接处不要有空格,否则公式不会显示。即$ 数学公式 $不显示公式。 - 使用
$$,即居中公式时,数学公式与$$连接处可以有空格。 - 使用
$$时,上方要空一行。 =不要单独打一行,否则可能会出错。+ - * / = ( ) | , . '等符号直接在$或$$之间输入即可识别。
插入公式
左对齐公式(行中公式):$数学公式$
居中公式(独立公式):$$数学公式$$
注意: 注意事项请参照目录章节中的注意事项子章节。
左对齐例子:$x+y=z$
居中对齐例子:$$x+y=z$$($$后回车)
注释
%为单行注释。
例子:
1 | $$ |
显示:
编号
在公式末尾使用\tag{编号}来实现公式手动编号,大括号内的内容可以自定义。
例子:
1 | $$ |
显示:
转义字符
在公式中输入_或^等符号时,会产生上下标功能,若想输入符号本身则需要转义字符\,写法为\+字符,示例如下:
例子:
1 | $$ |
显示:
换行与对齐
换行
使用\\进行换行,最后一行的\\可写可不写。
例子:
1 | $$ |
对齐
使用\begin{aligned}进行对齐,&表示对齐位置,一般都在=前面。
例子:
1 | \begin{aligned} |
显示:
字体
若要对公式的某一部分字符进行字体转换,可以用 \字体{需转换的字符} 命令,其中 \字体 部分可以参照下表选择合适的字体。一般情况下,公式默认为意大利体,直体为罗马体 \rm。一般里面一层大括号可省略。
注意:在LaTeX编辑器中,修改公式字体时,需要引入宏包\usepackage{amsmath}和\usepackage{amsfonts},且在公式中输入。
| 输入 | 说明 | 显示 |
|---|---|---|
| \mathit 或 \it | 斜体(默认,意大利体) | |
| \mathrm 或 \rm | 罗马体 | |
| \mathbf 或 \bf | 粗体 | |
| \mathbb | 黑板粗体 | |
| \mathsf 或 \sf | 等线体 | |
| \mathcal | 花体 | $\mathcal{D} $ |
| \mathscr | 手写体 | |
| \mathtt | 打字机体 | |
| \mathfrak | 哥特体 | |
| \boldsymbol | 黑体 | D |
例子:
$$A+\mathbb{BC}+D$$
显示:
空格
\quad:空一格
\qquad:空两格
例子:
$$x \quad y \qquad z$$
显示:
上下标
^表示上标, _ 表示下标。如果上下标的内容多于一个字符,需要用 {}将这些内容括成一个整体。上下标可以嵌套,也可以同时使用。
例子:
$$x^{y^z_w}=(1+{\rm e}^x)^{-2xy^w}$$
显示:
上下标同时使用例子:
$$f(x) = x_1^2 + {x}_{2}^{2}$$
显示:
括号
()、[]、|表示符号本身,使用 \{\} 来表示 {}。当要显示大号的括号或分隔符时,要用 \left 和 \right 命令,如$\left(表达式\right)$,大号的括号详见下一节)。
一些特殊的括号:
| 特殊括号 | 输入 | 显示 |
|---|---|---|
| 尖括号 | $\langle表达式\rangle$ |
|
| 向上取整 | $\lceil表达式\rceil$ |
|
| 向下取整 | $\lfloor表达式\rfloor$ |
|
| 大括号 | $\lbrace表达式\rbrace$ |
例子:
$$f(x,y,z) = 3y^2z \left( 3+\frac{7x+5}{1+y^2} \right)$$
显示:
大括号
方法1
使用 \left和 \right来创建自动匹配高度的括号,包含 (圆括号)、[方括号]、|绝对值|。
例子:
1 | $$ |
显示:
有时候要用\left.或\right.进行匹配而不显示本身。
例子:
$$\left. \frac{ {\rm d}u}{ {\rm d}x} \right| _{x=0}$$
显示:
方法2
使用\big和\bigg来创建逐级变大的括号,包含 (圆括号)、[方括号]、|绝对值|。
例子:
1 | $$\bigg( \big( ( ) \big) \bigg)$$ |
分式
通常使用 \frac {分子} {分母} 命令产生一个分式,分式可嵌套。
便捷情况可直接输入 \frac ab来快速生成一个。
如果分式很复杂,亦可使用 分子 \over 分母 命令,此时分式仅有一层。
例子:
$$\frac{a-1}{b-1} \quad and \quad {a+1\over b+1}$$
显示:
根式
\sqrt [根指数] {被开方数}
注意:缺省根指数时为2
例子:
$$\sqrt{2} \quad and \quad \sqrt[n]{x+y}$$
显示:
对数
\log_{对数底数}{表达式}
表达式的大括号可省略
例子:
1 | $$ |
显示:
省略号
数学公式中常见的省略号有两种,\ldots 表示与文本底线对齐的横向省略号,\cdots
表示与文本中线对齐的横向省略号,\vdots表示纵向省略号,\ddots表示斜向省略号
。
例子:
1 | $$f(x_1,x_2,\underbrace{\ldots}_{\rm ldots} ,x_n) = x_1^2 + x_2^2 + \underbrace{\cdots}_{\rm cdots} + x_n^2$$ |
显示:
最值
\max_{下标表达式}{最值表达式}表示最大值,\min_{下标表达式}{最值表达式}表达最小值。
例子:
1 | $$||x||_\infty=\max_{1\leq i\leq n}{|x_i|}$$ |
显示:
方程组和分段函数
方程组
方程组有2种方式,分别是\begin{aligned}和\begin{cases}方式,&表示对齐位置,推荐使用\begin{cases}方式,使用方法如下:
\begin{aligned}方式:可以使方程组根据=对齐
1 | $$ |
显示:
\begin{cases}方式(推荐):简便,但无法根据=对齐
1 | $$ |
显示:
分段函数
分段函数可以通过\begin{cases}方式实现,不同的是方程式和条件之间要用&符号隔开。
例子:
1 | $$ |
显示:
累加和累乘
使用 \sum_{下标表达式}^{上标表达式}{累加表达式}来输入一个累加。
与之类似,使用 \prod \bigcup \bigcap来分别输入累乘、并集和交集。
此类符号在行内显示时上下标表达式将会移至右上角和右下角。
例子:
$$\sum_{i=1}^n \frac{1}{i^2} \quad and \quad \prod_{i=1}^n \frac{1}{i^2} \quad and \quad \bigcup_{i=1}^{2} R$$
显示:
矢量
使用 \vec{矢量}来自动产生一个矢量。
也可以使用 \overrightarrow等命令自定义字母上方的符号。
例子:
1 | $$\vec{a} \cdot \vec{b}=0\$$ |
显示:
例子:
$$\overleftarrow{xy} \quad and \quad \overleftrightarrow{xy} \quad and \quad \overrightarrow{xy}$$
显示:
极限
\lim_{变量 \to 表达式} 表达式
如有需求,可以更改 \to 符号至任意符号。
例子:
$$\lim_{n \to +\infty} \frac{1}{n(n+1)} \quad and \quad \lim_{x\leftarrow{example} \infty} \frac{1}{n(n+1)}$$
显示:
导数
导数
${\rm d}x$或${\text d}x$或$\text{d}x$
$ {\rm d}x{\text d}x\text{d}x$
偏导
$\frac{\partial y}{\partial x}$
梯度
$\nabla f(x)$
积分
1 | \int_积分下限^积分上限 {被积表达式} |
例子:
$$\int_0^1 {x^2} \,{\rm d}x$$
显示:
矩阵
基础矩阵
使用\begin{matrix}…\end{matrix} 这样的形式来表示矩阵,在\begin 与\end 之间加入矩阵中的元素即可。矩阵的行之间使用\\ 分隔,\\表示换行,列之间使用& 分隔,&表示对齐位置。
例子:
1 | $$ |
显示:
带括号的矩阵
使用\left 与\right 表示括号
如果要对矩阵加括号,可以像上文中提到的一样,使用\left 与\right 配合表示括号符号。
例子:
1 | $$ |
显示:
使用特殊的matrix
带括号的矩阵也可以使用特殊的matrix 。即替换\begin{matrix}…\end{matrix} 中matrix 为pmatrix ,bmatrix ,Bmatrix ,vmatrix , Vmatrix 。
-
pmatrix:
$\begin{pmatrix}1 & 2 \\ 3 & 4\\ \end{pmatrix}$ -
bmatrix:
$\begin{bmatrix}1 & 2 \\ 3 & 4\\ \end{bmatrix}$ -
Bmatrix:
$\begin{Bmatrix}1 & 2 \\ 3 & 4\\ \end{Bmatrix}$ -
vmatrix:
$\begin{vmatrix}1 & 2 \\ 3 & 4\\ \end{vmatrix}$ -
Vmatrix:
$\begin{Vmatrix}1 & 2 \\ 3 & 4\\ \end{Vmatrix}$
行列式
方法已经在上一节带括号的矩阵中有所介绍,此处只写一个例子。
例子1:使用\left 与\right 表示括号
1 | $$ |
显示:
例子2:使用特殊的matrix
1 | $$ |
显示:
元素省略的矩阵
可以使用\cdots:,\ddots:,\vdots:,来省略矩阵中的元素。
例子:
1 | $$ |
显示:
增广矩阵
增广矩阵需要使用前面的表格中使用到的\begin{array} ... \end{array} 来实现。
例子:
1 | $$ |
显示:
表格
使用\begin{array}{列样式}…\end{array} 这样的形式来创建表格,列样式可以是clr 表示居中,左,右对齐,还可以使用| 表示一条竖线。表格中各行使用\\ 分隔,各列使用& 分隔。使用\hline 在本行前加入一条直线。
例子:
1 | $$ |
显示:
希腊字母
输入 \小写希腊字母英文全称和\首字母大写希腊字母英文全称来分别输入小写和大写希腊字母。
对于大写希腊字母与现有字母相同的,直接输入大写字母即可。
| 输入 | 显示 | 输入 | 显示 |
|---|---|---|---|
$\alpha$ |
$A$ |
||
$\beta$ |
$B$ |
||
$\gamma$ |
$\Gamma$ |
||
$\delta$ |
$\Delta$ |
||
$\epsilon$ |
$E$ |
||
$\zeta$ |
$Z$ |
||
$\eta$ |
$H$ |
||
$\theta$ |
$\Theta$ |
||
$\iota$ |
$I$ |
||
$\kappa$ |
$K$ |
||
$\nu$ |
$N$ |
||
$\mu$ |
$M$ |
||
$\xi$ |
$\Xi$ |
||
$o$ |
$O$ |
` | |
$\pi$ |
$\Pi$ |
||
$\rho$ |
$P$ |
||
$\sigma$ |
$\Sigma$ |
||
$\tau$ |
$T$ |
||
$\upsilon$ |
$\Upsilon$ |
||
$\phi$ |
$\Phi$ |
||
$\chi$ |
$X$ |
||
$\psi$ |
$\Psi$ |
||
$\omega$ |
$\Omega$ |
||
黑板粗体(空心字母)
空心字母属于一种字体,官方名称为黑板粗体,仅对大写字母起作用。若使用LaTeX编辑器,使用前需要在导言区引入宏包\usepackage{amsfonts},并在公式中修改字体。
使用$\mathbb{字母}$即可使用空心字母,下方示例仅展示3个字母(M,R,L),其它字母同理。
| 大写字母 | 公式语言 |
|---|---|
$\mathbb{M}$ |
|
$\mathbb{R}$ |
|
$\mathbb{L}$ |
|
| … | … |
运算符
对于加减除,对应键盘上便可打出来,但是对于乘法,键盘上没有这个符号,所以我们应该输入 \times 来显示一个 号
关系运算符
| 关系运算符 | 公式语言 | 集合运算符 | 公式语言 | 对数运算符 | 公式语言 |
|---|---|---|---|---|---|
$\pm$ |
$\emptyset$ |
$\log$ |
|||
$\times$ |
$\in$ |
$\lg$ |
|||
$\div$ |
$\notin$ |
$\ln$ |
|||
$\mid$ |
$\subset$ |
||||
$\nmid$ |
$\supset$ |
||||
$\cdot$ |
$\subseteq$ |
||||
$\circ$ |
$\supseteq$ |
||||
$\ast$ |
$\cap$(可加前缀big) |
||||
$\odot$(可加前缀big) |
$\cup$(可加前缀big) |
||||
$\otimes$(可加前缀big) |
$\vee$(可加前缀big) |
||||
$\oplus$(可加前缀big) |
|||||
$\leq$ 或 $\le$ |
$\wedge$(可加前缀big) |
||||
$\geq$ 或 $\ge$ |
$\uplus$(可加前缀big) |
||||
$\neq$ 或 $\ne$ |
$\sqcup$(可加前缀big) |
||||
$\sim$ |
|||||
$\backsim$ |
|||||
$\simeq$ |
|||||
$\cong$ |
|||||
$\approx$ |
|||||
$\equiv$ |
|||||
$\ll$ |
|||||
$\gg$ |
|||||
$\sum$ |
|||||
$\prod$ |
|||||
$\coprod$ |
|||||
$\prec$ |
|||||
$\preceq$ |
|||||
$\succ$ |
+,−,∗,/,<,>,= | $+, -, *, /, <, >, =$ |
|||
$\succeq$ |
其中,部分公式添加前缀big可以放大,删掉big前缀即为正常大小。
例如,$\odot$为$ \odot\bigodot$`为 。
三角运算符
| 三角运算符 | 公式语言 | 微积分运算符 | 公式语言 | 逻辑运算符 | 公式语言 |
|---|---|---|---|---|---|
$\bot$ |
$\prime$ |
$\because$ |
|||
$\angle$ |
$\int$ |
$\therefore$ |
|||
$30^\circ$ |
$\iint$ |
$\forall$ |
|||
$\sin$ |
$\iiint$ |
$\exists$ |
|||
$\cos$ |
$\oint$ |
$\not=$ |
|||
$\tan$ |
$\lim$ |
$\not>$ |
|||
$\cot$ |
$\infty$ |
$\not\subset$ |
|||
$\sec$ |
$\nabla$ |
$\neg$ |
|||
$\csc$ |
$\approx$ |
||||
$\bigtriangleup$ |
|||||
$\bigtriangledown$ |
|||||
$\triangleleft$ |
|||||
$\triangleright$ |
箭头运算符
| 箭头符号 | 公式语言 |
|---|---|
$\uparrow$ |
|
$\downarrow$ |
|
$\updownarrow$ |
|
$\Uparrow$ |
|
$\Downarrow$ |
|
$\Updownarrow$ |
|
$\rightarrow$ 或 $\to$ |
|
$\leftarrow$ 或 $\gets$ |
|
$\leftrightarrow$ |
|
$\Rightarrow$ |
|
$\Leftarrow$ |
|
$\Leftrightarrow$ |
|
$\longrightarrow$ |
|
$\longleftarrow$ |
|
$\Longrightarrow$ 或 $\implies$ |
|
$\Longleftarrow$ |
|
$\Longleftrightarrow$ |
|
$\rightharpoonup$ |
|
$\leftharpoonup$ |
|
$\rightharpoondown$ |
|
$\leftharpoondown$ |
|
$\swarrow$ |
|
$\nearrow$ |
|
$\nwarrow$ |
|
$\searrow$ |
|
$\mapsto$ |
|
$\longmapsto$ |
离散数学符号
| 符号 | 公式 | 名称 |
|---|---|---|
$\neg$ |
非 | |
$\wedge$ |
合取,且 | |
$\vee$ |
析取,或 | |
$\rightarrow$ |
充分条件 | |
$\leftarrow$ |
必要条件 | |
$\leftrightarrow$ |
充要条件 |
戴帽符号(各种帽子)
| 戴帽符号 | 公式语言 |
|---|---|
$\hat{A}$ |
|
$\widehat{A}$ |
|
$\check{A}$ |
|
| A | $\widecheck{A}$ |
$\breve{A}$ |
|
$\tilde{A}$ |
|
$\widetilde{A}$ |
|
$\overline{A}$ |
|
$\underline{A}$ |
|
$\overleftarrow{A}$ |
|
$\overrightarrow{A}$ |
|
$\overbrace{A}$ |
|
$\underbrace{A}$ |
|
$\overset{a}{b}$ |
|
$\underset{a}{b}$ |
特殊符号
上述内容仅包含一些常用公式及符号,一些不常用的符号可以查找官方文档获取,此处提供一个比较全的LaTeX符号博客:链接,供大家参考。
下方展示一些不常用特殊符号:
无穷大符号:$\infty$
领结符号:$\bowtie$
帽:$\hat x$
范数:$\ell_p$
箭头备注:$\xrightarrow{f}$
上备注:$\overset{def}{=}$
下备注:$\underset{x\in S\subseteq X}{max}$





