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LaTeX编写基础知识
2025-06-16

LaTeX#

LaTeX是一种基于ΤΕΧ的排版系统,由美国计算机学家莱斯利·兰伯特(Leslie Lamport)在20世纪80年代初期开发。利用这种格式可以生成复杂表格数学公式,这个笔记的重点就是教你如何利用LaTeX排版数学公式

你也想写出这样的公式?是的,你没有看错。上面这些公式并不是图片,而是用一种更为优雅的方式产生——LaTeX

你可以通过LaTeX代码优雅的写出这些高印刷质量的公式,就像这样

f(x) = \begin{cases}
\lim\limits_{x \to 0} \frac{a^x}{b+c}, & x<3 \\
\pi, & x=3 \\
\int_a^{3b}x_{ij}+e^2 \mathrm{d}x,& x>3 \\
\end{cases}

不要害怕,这其实很简单,只需要花费一点时间看完这篇笔记,你也可以优雅的写出这些数学公式

首先推荐一个网站在线LaTeX公式编辑器你可以一边学习,一边在这里测试你学到的东西,这样可以帮助你更快,更轻松的理解LaTeX

那我们开始吧!

一些简单的公式#

输入 f(x) = a+b

显示:

像这样简单的公式只需要像平时一样用键盘输入即可

运算符号与字母#

你的键盘并不能打出乘号,除号,点乘 等符号你可以使用LaTeX代码打出这些符号

LaTeX代码如下,除号用\div表示,乘号用\times表示,点乘用\codt表示,而加号,减号,等于号可以用键盘打出,那么就不需要用LaTeX来表示了

x-2\div 3\times 4=y + x\cdot y

除了基本运算符号,还有更多符号在最后的参考里,具体按照自己需求查看

  • 常用数学符号

    PropertyLaTeX符号LaTeX符号LaTeX
    ++\approx⇀(向量)\vec{}
    --Δ\Delta\sum
    ×\times\infty\int
    ÷\divα\alpha\oint
    ±\pmβ\beta\iint
    \cupγ\gamma\iiint
    \capτ\tau\oiint
    \complementφ\varphi\oiiint
    <<λ\lambdalim\lim
    >>ρ\rho\bigvee
    ==π\pi\bigwedge
    \leξ\xi\bigcup
    \geν\nu\bigcap
    \subseteqμ\mu\prod
    \inη\eta\coprod
    \emptysetψ\Psi\partial
    \becauseΩ\Omega\phi
    \therefore·(点乘)\cdotε\varepsilon
    \forall\hbarσ\sigma
    \existsδ\deltaΦ\Phi
    ω\omega\nabla
  • 上下标

_{}表示下标,{}括号里写下标内容、^{}表示上标,{}括号里写上标内容,但上下标内容只有一个字符时,可以不用大括号括起来;单引号’表示求导。

a_{ij}^{2} + b^3_{2}=x^{t} + y' + x''_{12}
_{a}^{b}x

如何把上下标放在正上下方呢? 可以用\limits_{}^{},前一个括号里是下标,后一个括号里是上标,\limits这个符号是用来表示数学里的范围,不是所有的符号在运算中需要范围,所以这种方式只对一些有可能需要定义范围的特定的符号有效(例如,\int\prod\bigcap\bigcup\sum\oint\lim\coprod)

\int\limits_{a}^{b}

还有一种其方法适用于所有符号,但这种方式并不兼容所有可以使用LaTeX的软件

\sideset{1}{1}X_a^b

根号分式#

\sqrt{x} + \sqrt{x^{2}+\sqrt{y}} = \sqrt[3]{k_{i}} - \frac{x}{m}

\sqrt{}表示平方根,括号里写根号下的内容

\sqrt[n]{}表示n次方根,[]里填写数字是几就为代表根式是几次方根

\frac{}{}表示分式,前一个括号里是分子,后一个括号里是分母。也可以使用\cfrac{}{},区别在于比前者字号稍大

向量#

\vec表示向量,\overrightarrow表示箭头向右的向量,\overleftarrow表示箭头向左的向

\vec{a} + \overrightarrow{AB} + \overleftarrow{DE}

积分、极限、求和、乘积#

\int表示积分,\lim表示极限, \sum表示求和,\prod表示乘积

\lim_{x \to \infty} x^2_{22} - \int_{1}^{5}x\mathrm{d}x + \sum_{n=1}^{20} n^{2} = \prod_{j=1}^{3} y_{j} + \lim_{x \to -2} \frac{x-2}{x}

空格与换行#

空格#

名称代码描述
两个quad空格a\qquad b两个m的宽度
quad空格a\quad b一个m的宽度
大空格a\ b1/3m宽度
中等空格a\;b2/7m宽度
小空格a\,b1/6m宽度
紧贴a\!b缩进1/6m宽度

换行#

LaTeX是默认不换行的,如果换行必须在特殊条件下用\\表示换行

\begin{equation}
\begin{aligned}
abc\\
def\\
\end{aligned}
\end{equation}

矩阵#

\begin{pmatrix}
a_{11} & \cdots & a_{1n} \\
\vdots & \ddots & \vdots \\
a_{m1} & \cdots & a_{mn}
\end{pmatrix}

是不是看傻了,没关系,我们只需要把代码拆开一部分一部分看就可以

如果我们把中间的内容去掉,替换成x,你会发现这其实就是一个括号里放了一个x,那这个x其实就代表那些矩阵,但这个括号可不是一般的括号

\begin{pmatrix}
x
\end{pmatrix}

然后我们输入第一行矩阵,显示如右。注意,这里的&起到空格的作用,只在矩阵可行。在LaTeX中如果只输入空格是不会有空格的效果的,当然这个方法并不标准,是我自己摸索出来的,标准的空格如下,但比较麻烦。

  • 标准的空格
\begin{pmatrix}
a_{11} & \cdots & a_{1n}
\end{pmatrix}

再输入第二行矩阵,注意,第一行尾部要添加\来表示换行。显示如右

\begin{pmatrix}
a_{11} & \cdots & a_{1n} \\
\vdots & \ddots & \vdots
\end{pmatrix}

最后一行矩阵同上方法,即可得到开头那个整的矩阵。再次提醒要用\\换行!!!

示例:

\begin{matrix}
a & b \\
c & d
\end{matrix}
\begin{pmatrix}
a & b \\
c & d
\end{pmatrix}
\begin{bmatrix}
a & b \\
c & d
\end{bmatrix}
\begin{Bmatrix}
a & b \\
c & d
\end{Bmatrix}
\begin{vmatrix}
a & b \\
c & d
\end{vmatrix}
\begin{Vmatrix}
a & b \\
c & d
\end{Vmatrix}

使用\left \right关键词

\left(
\begin{matrix}
a & b \\
c & d
\end{matrix}
\right)
\left[
\begin{matrix}
a & b \\
c & d
\end{matrix}
\right]

公式编号#

代码如下,其实只需要在你的公式后添加\tag{},括号里填写编号。

f(x) = \log_{a}{b}-c \tag{1.1}

多行公式/三角函数#

\sin是正弦 \cos是余弦 \tan是正切

\begin{split}
\cos 2x
&= \cos^2x - \sin^2x \\
&=2\cos^2x-1
\end{split}

同样是换行,但想要达到这种等号对齐的效果必须在每个要对其的等于号前加上&

(这是&的第二个用法)

方程组#

是不是对这个方程组很熟悉,没错这就是开头那个,前面学了那么多你应该知道大概要怎么做了吧,不过还欠点火候,我们还有最后一点东西没学完

f(x) = \begin{cases}
\lim\limits_{x \to 0} \frac{a^x}{b+c}, & x<3 \\
\pi, & x=3 \\
\int_a^{3b}x_{ij}+e^2 \mathrm{d}x,& x>3 \\
\end{cases}

这就是这个方程组的代码,不用担心,它并不复杂,我们还是用之前的方法,来一部分一部分看他

f(x) = \begin{cases}
\end{cases}

\begin{cases} \end{cases} 其实就是一个花括号的格式,只需要在里面填写方程和条件然后用\换行把每个方程分开即可,这样就可以得到那个方程组。让我们来看下一步

f(x) = \begin{cases}
\lim\limits_{x \to 0} \frac{a^x}{b+c} & x<3
\end{cases}

现在我们把第一个方程放在括号里了,这里要注意在方程后添加条件先在方程后写&然后再写条件

(这是&的第三种用法)

我们在第一个方程后添加\换行,然后写入第二行方程,如下

f(x) = \begin{cases}
\lim\limits_{x \to 0} \frac{a^x}{b+c} & x<3 \\
\pi & x=3 \\
\end{cases}

同上方式,你就可以写出那个完整的方程组了。

好的,现在你已经可以通过LaTeX写出绝大多数数学公式了,它一定会成为你数理学习路上的好帮手

狄拉克符号#

方法一

\left \langle \psi \right |
\left| \psi \right \rangle
\left \langle \psi | \psi \right \rangle

\left \langle $\psi$ \right |

\left | $\psi$ \right \rangle

\left \langle $\psi$ | $\psi$ \right \rang

这种方式会看起来比较复杂

方法二

\bra{\psi}
\ket{\psi}
\braket{\phi|\psi}

这是标准的写法,使用起来也非常简单,推荐使用这样的写法

字体#

例如我们数学中的傅里叶变换和拉普拉斯变换,你知道这些符号都是怎么打出来的吗?

其实它们都是换了字体的大写F和L,我们在数学和物理的学习中也是会经常用到这些符号

\mathscr{L} \mathcal{L}

\mathscr{L} \mathcal{F}

这里使用的字体是德文尖角体,这个字体用\mathfrak{}。除此之外,你还发现了什么,没错,与之前不同的是这里的字是蓝色的。LaTeX可以定义字的颜色,你只需要在字前加一个\color{}括号里输入颜色名称即可,代码如下

\color{Blue}\mathfrak{ABCDEFGHRGKLMNOPQRSTUVWXYZ} \\
\color{Blue}\mathfrak{abcdefghrgklmnopqrstuvwxyz}

你可能会疑惑,你并不知道所有颜色的名称,而且并不是所有颜色都有名称,那么我们如何让字显示出我们想要的颜色?用我们常说的RGB,也就是三原色,理论上它们可以搭配出成千上万种颜色,总有一款是你喜欢的那么如何用LaTeX表示三原色呢?用\color[RGB]{0,0,0}最大值为225,最小值为0,值越大颜色占比越多,第一个数代表红色的值,第二个数代表绿色的值,第三个数代表蓝色的值,其实是按照RGB的顺序来的,R代表Red(红色),G代表Green(绿色),B代表Blue(蓝色)。

在一堆字里,我只想定义个别字的颜色怎么办我们可以把字用{}括号括起来

\color{red}{abc}
或者
{\color{Blue}abc}
两者没有区别(为了比较明显我把两种方式的字设成了不同颜色)

大小#

LaTeX不仅可以定义字体,颜色,还可以定义字的大小。虽然这在数学公式中并不一定能用上,但我还是提一嘴,以备不时之需

一号 \Huge

二号 \huge

三号 \LARGE

四号 \Large

小四号 \large

五号(默认)

小五号\small

六号 \footnotesize

除了字体大小还有字体的样式,放在下面提供参考

\begin{array}{l}
{\displaystyle \int f^{-1}(x-x_a)dx} \\
{\textstyle \int f^{-1}(x-x_a)dx} \\
{\scriptstyle \int f^{-1}(x-x_a)dx}\\
{\scriptscriptstyle \int f^{-1}(x-x_a)dx}
\end{array}

化学方程式#

以上内容足够你打出你所能在书本上见到的绝大多数数学公式,既然如此,我们不如再尝试一下化学方程式,让我们试试看吧!

SO_4^{2-}+Ba^{2+}\to BaSO_4\downarrow

这个是我用上述所学到的LaTeX知识所打出来的,而下面这个是我用扩展方法打出来的,两者字体和箭头略有不同。

\ce{SO4^2- + Ba^2+ -> BaSO4 v}

下面这个用扩展方法打出来的化学方程式中沉淀箭头由v代替,字母后的数字自动变为下标,多个上标符号在一块时不需要用{}括起来箭头被->代替,\ce表示启用化学的扩展方法

参考:

\ce{Zn^2+
<=>[+ 2OH-][+ 2H+]
\underset{\text{amphoteres Hydroxid}}{\ce{Zn(OH)2 v}}
<=>[+ 2OH-][+ 2H+]
\underset{\text{Hydroxozikat}}{\ce{[Zn(OH)4]^2-}}}

符号参考#

  • 希腊字母

    小写LaTeX读音大写LaTeX读音
    α\alpha/ˈælfə/Γ\Gamma/ˈɡæmə/
    β\beta/ˈbiːtə/, US: /ˈbeɪtə/Δ\Delta/ˈdɛltə/
    γ\gamma/ˈɡæmə/Θ\Theta/ˈθiːtə/
    δ\delta/ˈdɛltə/Λ\Lambda/ˈlæmdə/
    ϵ\epsilon/ˈɛpsɪlɒn/Ξ\Xi/zaɪ, ksaɪ/
    ε\epsilon/ˈɛpsɪlɒn/Π\Pi/paɪ/
    ζ\zeta/ˈzeɪtə/Σ\Sigma/ˈsɪɡmə/
    η\eta/ˈeɪtə/Υ\Upsilon/ˈʌpsɪlɒn/
    θ\theta/ˈθiːtə/Φ\Phi/faɪ/
    ϑ\vartheta/ˈθiːtə/Ψ\Psi/psaɪ/
    ι\iota/aɪˈoʊtə/Ω\Omega/oʊˈmeɪɡə/
    κ\kappa/ˈkæpə/ω\omega/oʊˈmeɪɡə/
    λ\lambda/ˈlæmdə/ψ\psi/psaɪ/
    μ\mu/mjuː/χ\chi/kaɪ/
    ν\nu/njuː/φ\varphi/faɪ/
    ξ\xi/zaɪ, ksaɪ/ϕ\phi/faɪ/
    ο\omicron/ˈɒmɪkrɒn/υ\upsilon/ˈʌpsɪlɒn/
    π\pi/paɪ/τ\tau/taʊ, tɔː/
    ϖ\varpi/paɪ/ς\varsigma/ˈsɪɡmə/
    ρ\rho/roʊ/σ\sigma/ˈsɪɡmə/
    ϱ\varrho/roʊ/

    注意: MathJax支持的大写希腊字母有限,如需其他(如大写Alpha),可使用罗马体转换,如\mathrm{A}表示大写Alpha:A。

  • 集合

    图标LaTeX图标 1LaTeX 1
    \complement\sqsubset
    \emptyset\supset
    \varnothing\Supset
    \in\sqsupset
    \notin\subseteq
    \ni\nsubseteq
    \cap\subsetneq
    \Cap\varsubsetneq
    \sqcap\sqsubseteq
    \bigcap\supseteq
    \cup\nsupseteq
    \Cup\supsetneq
    \sqcup\varsupsetneq
    \bigcup\sqsupseteq
    \bigsqcup\subseteqq
    \uplus\nsubseteqq
    \biguplus\subsetneqq
    \setminus\varsubsetneqq
    \smallsetminus\supseteqq
    ×\times\nsupseteqq
    \subset\supsetneqq
    \Subset\varsupsetneqq
  • 希伯来字母

    图标LaTeX英文
    \alephaleph
    \bethbeth
    \gimelgimel
    \dalethdaleth
  • 几何符号

    图标LaTeX图标LaTeX
    \parallel\lozenge
    \nparallel\blacklozenge
    \shortparallel\bigstar
    \nshortparallel\bigcirc
    \perp\triangle
    \angle\bigtriangleup
    \sphericalangle\bigtriangledown
    \measuredangle\vartriangle
    45∘45^\circ\triangledown
    \Box\blacktriangle
    \blacksquare\blacktriangledown
    \diamond\blacktriangleleft
    \Diamond \lozenge\blacktriangleright
  • 逻辑符号

    图标LaTeX图标LaTeX
    \forall¬\neg
    \exists⧸R\not\operatorname{R}
    \nexists\bot
    \therefore\top
    \because\vdash
    &\And\dashv
    \lor\vDash
    \vee\Vdash
    \curlyvee\models
LaTeX编写基础知识
https://blog.282994.xyz/posts/latex/
Author
Rock
Published at
2025-06-16
License
CC BY-NC-SA 4.0