1169 字
6 分钟
LaTeX 数学公式基础指南

LaTeX 是学术界和专业出版领域广泛使用的排版系统,尤其在数学公式排版方面表现出色。在 Markdown 中使用 LaTeX 可以方便地嵌入数学公式,使文档更具可读性和专业性。

数学模式基础#

LaTeX 提供两种数学模式:

  1. 行内数学模式:使用 $...$\(...\) 包围
  2. 显示数学模式:使用 $$...$$\[...\] 包围

行内数学模式示例#

质能方程可以表示为 E=mc2E = mc^2,这是物理学中最著名的公式之一

质能方程可以表示为 $E = mc^2$,这是物理学中最著名的公式之一

显示数学模式示例#

$$
\int_{-\infty}^{\infty} e^{-x^2} dx = \sqrt{\pi}
$$

常用数学符号#

用法名称代码用法名称代码
a×ba \times b乘号$a \times b$x=a±bx = a \pm b加减号$x = a \pm b$
aba \cdot b点乘$a \cdot b$x=abx = a \mp b减加号$x = a \mp b$
a÷ba \div b除号$a \div b$aba \neq b不等于$a \neq b$
a<ba \lt b小于$a \lt b$aba \leq b小于等于$a \leq b$
a>ba \gt b大于$a \gt b$aba \geq b大于等于$a \geq b$

上标和下标#

用法代码用法代码
xx 的平方 x2x^2$x^2$序列中的第 ii 个元素 xix_i$x_i$
ii 个元素的平方 xi2x_{i}^{2}$x_{i}^{2}$二位序列的元素 xijx_{ij}$x_{ij}$
x10x^{10} 而不是 x10x^10$x^{10}$xij2x_{ij}^{2}$x_{ij}^{2}$

分数#

分数使用 \dfrac{分子}{分母} 或者 \frac{分子}{分母} 命令:

行内分数(正常大小) a+bcd\dfrac{a+b}{c-d} 和普通分数(比较小) a+bcd\frac{a+b}{c-d} 的对比

行内分数 $\dfrac{a+b}{c-d}$ 和普通分数 $\frac{a+b}{c-d}$ 的对比

根号#

平方根使用 \sqrt 命令,如 $\sqrt{x^2 + y^2}$x2+y2\sqrt{x^2 + y^2}

n 次根使用 \sqrt[n] 命令,如 $\sqrt[n]{x^2 + y^2}$x2+y23\sqrt[3]{x^2 + y^2}

希腊字母#

小写希腊字母:

  • α,β,γ,δ,ϵ,ζ,η,θ,ι,κ,λ,μ,ν,ξ,π,ρ,σ,τ,υ,ϕ,χ,ψ,ω\alpha, \beta, \gamma, \delta, \epsilon, \zeta, \eta, \theta, \iota, \kappa, \lambda, \mu, \nu, \xi, \pi, \rho, \sigma, \tau, \upsilon, \phi, \chi, \psi, \omega
符号代码符号代码符号代码
α\alpha$\alpha$β\beta$\beta$γ\gamma$\gamma$
δ\delta$\delta$ϵ\epsilon$\epsilon$ζ\zeta$\zeta$
η\eta$\eta$θ\theta$\theta$ι\iota$\iota$
κ\kappa$\kappa$λ\lambda$\lambda$μ\mu$\mu$
ν\nu$\nu$ξ\xi$\xi$π\pi$\pi$
ρ\rho$\rho$σ\sigma$\sigma$τ\tau$\tau$
υ\upsilon$\upsilon$ϕ\phi$\phi$χ\chi$\chi$
ψ\psi$\psi$ω\omega$\omega$

大写希腊字母:

  • Γ,Δ,Θ,Λ,Ξ,Π,Σ,Υ,Φ,Ψ,Ω\Gamma, \Delta, \Theta, \Lambda, \Xi, \Pi, \Sigma, \Upsilon, \Phi, \Psi, \Omega
符号代码符号代码符号代码
Γ\Gamma$\Gamma$Δ\Delta$\Delta$Θ\Theta$\Theta$
Λ\Lambda$\Lambda$Ξ\Xi$\Xi$Π\Pi$\Pi$
Σ\Sigma$\Sigma$Υ\Upsilon$\Upsilon$Φ\Phi$\Phi$
Ψ\Psi$\Psi$Ω\Omega$\Omega$

箭头#

符号代码符号代码符号代码
\rightarrow$\rightarrow$\leftarrow$\leftarrow$\leftrightarrow$\leftrightarrow$
\Rightarrow$\Rightarrow$\Leftarrow$\Leftarrow$\Leftrightarrow$\Leftrightarrow$

高级数学结构#

分段函数#

方程组使用 cases 环境:

f(x)={x2如果 x0x2如果 x<0f(x) = \begin{cases} x^2 & \text{如果 } x \geq 0 \\ -x^2 & \text{如果 } x < 0 \end{cases}
$$
f(x) = \begin{cases}
x^2 & \text{如果 } x \geq 0 \\
-x^2 & \text{如果 } x < 0
\end{cases}
$$

注意:通常使用 \text{} 命令插入普通文本。

方程组#

{2x+3y=74xy=10\begin{cases} 2x + 3y = 7 \\ 4x - y = 10 \end{cases}

求和与积分#

求和符号: $\sum_{i=1}^{n} x_i$

i=1nxi\sum_{i=1}^{n} x_i

积分符号: $\int_{a}^{b} f(x) dx$

abf(x)dx\int_{a}^{b} f(x) dx

多重积分符号: $\iint_D f(x,y) dA$

Df(x,y)dA\iint_D f(x,y) dA

极限#

极限使用 \lim 命令(无穷 \infty):

limx1x=0\lim_{x \to \infty} \frac{1}{x} = 0
$\lim_{x \to \infty} \frac{1}{x} = 0$

矩阵#

矩阵使用 matrix 环境:

abcd\begin{matrix} a & b \\ c & d \end{matrix}
$$
\begin{matrix}
a & b \\
c & d
\end{matrix}
$$

带括号的矩阵:

(abcd)\begin{pmatrix} a & b \\ c & d \end{pmatrix}
$$
\begin{pmatrix}
a & b \\
c & d
\end{pmatrix}
$$

带方括号的矩阵:

[abcd]\begin{bmatrix} a & b \\ c & d \end{bmatrix}
$$
\begin{bmatrix}
a & b \\
c & d
\end{bmatrix}
$$

数组和表格#

xf(x)g(x)010121242\begin{array}{c|c|c} x & f(x) & g(x) \\ \hline 0 & 1 & 0 \\ 1 & 2 & 1 \\ 2 & 4 & 2 \end{array}
$$
\begin{array}{c|c|c}
x & f(x) & g(x) \\
\hline
0 & 1 & 0 \\
1 & 2 & 1 \\
2 & 4 & 2
\end{array}
$$

数学字体#

LaTeX 提供多种数学字体:

  • Roman\mathrm{Roman} (罗马体)
  • Italic\mathit{Italic} (意大利体)
  • Bold\mathbf{Bold} (粗体)
  • Sans serif\mathsf{Sans\ serif} (无衬线体)
  • Typewriter\mathtt{Typewriter} (打字机体)
  • Calligraphy\mathcal{Calligraphy} (书法体)
  • Fraktur\mathfrak{Fraktur} (哥特体)
  • Blackboard\mathbb{Blackboard} (黑板粗体)

实用技巧#

  1. 避免重复输入:对于常用的公式,可以定义新命令
  2. 合理使用空格:LaTeX 会自动处理数学模式中的空格,但可以使用 \,\:\;\! 等命令调整间距
  3. 文本插入:在数学模式中使用 \text{} 命令插入普通文本
  4. 大括号:使用 \left\right 命令自动调整括号大小

常见错误与解决方案#

  1. 数学模式外使用数学命令:确保所有数学命令都在数学模式内
  2. 忘记配对的花括号:检查所有 { 是否有对应的 }
  3. 特殊字符:在 LaTeX 中有特殊含义的字符(如 _^&%$#)在数学模式外需要使用反斜杠转义

进阶主题#

对于更复杂的数学排版,可以考虑:

  1. 使用 amsmathamssymbamsthm 等宏包
  2. 自定义命令和环境
  3. 使用 TikZ 绘制数学图形
  4. 结合 Beamer 制作数学演示文稿

结语#

LaTeX 的数学排版功能强大而灵活,掌握基本语法和常用命令后,你就可以轻松地排版各种复杂的数学公式。多加练习,你将能够创建出专业美观的数学文档。


参考资源:

LaTeX 数学公式基础指南
https://yezi.press/posts/latex-math-guide/
作者
Yezi 叶子
发布于
2025/11/23
许可协议
CC BY-NC-SA 4.0