LaTeX 数学公式基本语法

preface

由于需要在博客中写 LaTeX 公式，所以这里记录下一些经常会用到的 LaTeX 数学公式的编写

基础

内联公式

LaTeX 的数学符号是用美元符号 包围起来的，如果是行内联的公式，就用

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$x = a   b$

x = a b

公式块

{equation}

公式特别多的话可以用公式块来装公式，公式块使用 4 个 $ ，比内联公式要多两个

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begin{equation}
x = a   b.
end{equation}

x=a b.

这里看到，公式块里面有些新的东西，首先，公式块一定要有 begin 和 end 字样，其中的 我们可以将它视为转义符号，并且这两者后面还有一个 {equation} 选项，这是代表这里面装的是一个单独的等式，这个参数可以有很多种选择，我们来看看其他的

{gather}

{gather} 选项表明这里面装的是多个公式，所以我们在下面的公式块中插入两条简单的公式，其中 \ 表示换行的意思

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begin{gather}
x = a   b, \
y = c   d   e   f.
end{gather}

x=a b,y=c d e f.

{align}

上面的 {gather} 选项在换行后看上去是中心对齐的，公式一多的话就看的很乱，所以用 {align} 来进行对齐，他用到了 & 这个符号，这个符号只在有 {align} 选项时才能用，在有多行公式的时候，各行的 & 是垂直对齐的，像下面的公式就是根据等号来对齐的

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begin{align}
x &= a   b, \
y &= c   d   e   f.
end{align}

x=a b,y=c d e f.

这个选项是最常用的，因为他可以完成很多操作，比如在公式旁边插入文字描述，这用到了 text 函数，我们用下面的例子来说明一下，可以看到 align 选项的对齐功能是很有用的

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begin{align*}
x &= 1, & y &= 2, && text{initialize}\
z &= 3, & w &= 4
end{align*}

x=1,y=2, initialize

z=3,w=4

{multline}

如果我们的公式太长了，一行写下去的话就很丑，可以用这个选项来将一个很长的公式分成多行展示

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begin{multline}
x = a   b   c   d   e   f \
  g   h   i   j   k. \
  l   m   n.
end{multline}

x=a b c d e f g h i j k. l m n.

{split}

相信大家也看到了，上面将公式分割成好几行之后特别乱，所以最好还是不要用上面那个，可以用 {split} 来解决这个问题，它可以让分隔后的公式上下对齐

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begin{split}
x &= a   b      \
&= c   d   e.
end{split}

x=a b=c d e.

上下标

在 LaTeX 中表示上下标还是非常简单的，下标就是 _ ，上标就是 ^ ，有多重嵌套上下标的话可以用 {} 来包围

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begin{align*}
y_{1} = x_{1}   x^{1} -{B^a}^T - int_{x_1}
end{align*}

y1=x1 x1−BaT−∫x1

分数和二项式系数

用 frac{numerator}{denominator} 来表示分数，上面是分子，下面是分母，这个函数会根据上下文选择将分数展现成什么形式（display style or text style），还有两个相似的函数会强制分数的展示形式，display style 的字体就大点，text style 的字体就小点，dfrac 强制成 display style， tfrac 强制成 text style

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begin{align*}
frac{1}{2} &&
dfrac{1}{2} && 
tfrac{1}{2} 
end{align*}

上面这是针对单项式的分数，对于二次项系数也是一样的，写到这里的时候我都忘了二项式是啥了，点这里复习一下，这里用的是 binom 这个函数以及变形 dbinom 和 tbinom

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begin{align*}
binom{n}{k} &&
dbinom{n}{k} &&
tbinom{n}{k} 
end{align*}

字体

讲道理，字体没什么卵用，就是变得好看一点而已，下面给大家演示几个

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begin{align*}
mathfrak abcde &&
mathtt abcde &&
mathtt abcde &&
mathcal abcde &&
end{align*}

abcde abcde abcde abcde

函数

这里的表格给出了常见的函数如三角函数，指数函数等的 LaTeX 表达

一般函数会和下面说到的符号一起用，构成一个稍微复杂些的表达式

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lim_{n to 0}

lim_{n to 0}

希腊字母

LaTeX 的希腊字母也是有代号的，不过记起来也不难，下面就是一张对照表，以后就不用拿英文字母来代替公式中的希腊字母了

符号

符号包括了一些键盘上敲不出来的关系符

和一些高级的操作符，比如积分，累加，求和符，偏导数等等

还有些杂项的符号和箭头

当然，这里列的还只是一些常用的，有需要的话再去看手册，这里没有根号和求极限是因为这两个被用作函数了，并不在符号的范围里面

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begin{align*}
sum_{i=0}^{n} &&
sqrt{2} &&
sqrt[3]{2}
end{align*}

n∑i=0√23√2

括号和分隔符

这张表给出了 LaTeX 中括号以及分隔符的语法，有些括号有其他意思，所以要用 转义

矩阵

表达矩阵有几种方法，比较硬核吧，还是需要用 & 来实现上下对齐

没有括号的矩阵

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begin{matrix}
1 & 2 \
3 & 4
end{matrix}

1 2

3 4

中括号矩阵

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begin{bmatrix}
1 & 2 \
3 & 4
end{bmatrix}

小括号矩阵

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begin{pmatrix}
1 & 2 \
3 & 4
end{pmatrix}

大括号矩阵

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begin{Bmatrix}
1 & 2 \
3 & 4
end{Bmatrix}

内联小矩阵(竟然有点可爱？)

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begin{smallmatrix}
1 & 2 \
3 & 4
end{smallmatrix}

1 2

3 4

reference

http://www.icl.utk.edu/~mgates3/docs/latex.pdf

markdown javascript

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