分享

怎样用LaTeX优雅地打印数学的一切

 taotao_2016 2020-05-05
关于AMS-math系统的介绍,有关于数学打印的一切。
LaTeX有强大的排版公式能力,你可以在很短的时间内打印出一份符合规范的数学论文。
以下均使用宏包amsmath

综述

LaTeX有两种特定的模式来排版数学公式,包括行内数学模式和行间数学模式。
行内数学模式将公式排版在一个段落中,使用方式为\(...\) 、$...$\begin{math} ... \end{math}.
行间数学模式一般用于较长的数学方程或希望单独显示的公式,使用方式为\[...]`\begin{displaymath}...\end{displaymath}
有些符号在这两种模式显示效果有很大不同。一般称行内数学模式显示的格式为文本格式,行间数学模式显示的格式为显示模式。
在TexStudio中,行内数学模式快捷键为 Ctrl+Shift+M 行间模式快捷键为Alt+Shift+M
如果希望将方程编号,并在之后使用标签去交叉引用,就需要用到equation环境。注意equation已经是数学环境,所以不需要再里面加入$...$\[...]

数学模式的群组

大部分数学模式的命令只对其后的一个字符有效,因此,如果你希望一个命令对多个字符起作用,你必须把它们放在一个群组中,使用花括号:{}

数学公式的基本元素

下面介绍一些数学排版中最重要的一些命令。这些命令必须包括在数学模式中,即$...$\[...]
希腊字母   小写输入为\alpha,\beta, \gamma, ... 大写输入为\Gamma,\Delta
指数和下标   可以分别通过^和 _  两个符号指定,注意如果指数和下标超过了一个字符,需要用到群组。即把文本用花括号括起来。惯例是先输下标后输指数。
TexStudio中,下标的快捷键为Ctrl+Shift+D,指数的快捷为Ctrl+Shift+U
平方根 输入用\sqrt{} , n次方根用\sqrt[n]{} 来得到。仅仅需要根号,可以用\surd得到。在TexStudio中,平方根的快捷键为 CtrlShift+Q
水平线 用命令\overline\underline实现。注意单个字符上加一短横的命令为\bar
 用' 可以输入一个撇号。
向量 单个字符上的小箭头用\vec, 由A到B的向量用命令\overrightarrow\overleftarrow 指定。
命令\cdot
函数   通常用直立字体,LaTeX预制了很多函数命令。例如\log, \cos等。如果需要自己定义函数,可以使用amsmath中的命令\DeclareMathOperator{\xxx}{XXX}
取模   有两个命令:\bmod 用于二元运算'a mod b'; 而\pmod 则用于模的方程。
分式  上下形式的分式基本命令为\fracamsmath 提供了另外两种命令\dfrac\tfrac , 前者无论行间环境还是行内环境都打印显示模式,后者则无论行间还是行内都打印文本模式。一般对较小的分式可以直接输入/
TexStudio 中,\frac 的快捷键为Alt+Shift+F\dfrac 的快捷键为Ctrl + Shift + F 。跳到下一个可编辑区域的快捷键为Ctrl+→
积分,求和,乘积    他们分别用\int, \sum, \prod 表示,其中上限和下限用^_表示
重积分使用\iint, \iiint, \idotsint
定界符  小括号和中括号可以直接打出,大括号需要用\{\}转义。一般情况下需要调整定界符的大小,在左定界符前加\left, 并在右定界符前加\right 。LaTeX会自动调整定界符的大小。有时候自动调整效果不满意,可以使用\big, \Big, \bigg, \Bigg来调整定界符大小。
TexStudio中,\left的快捷键为Ctrl+Shift+L\right的快捷键为Ctrl+Shift+R
三点列    \ldots得到在基线上的点,\cdots 得到上下居中的点。另外在表格和矩阵中\vdots得到竖直的点,\ddots 得到对角线的点。
一般来说,用在列举时用基线的点,用在相似项相加时用上下居中的点。
下举一例运用到所有知识

数学空格

有时候由TeX选择的空格不令人满意,可以插入一些特殊的空格控制命令来调整。空格由小到大依次为\,, \:, \;, \quad, \qquad
在重积分的空格选取中,amsmath提供了\iint, \iiint, \iiiint, \idotint来生成重积分号。

垂直取齐

矩阵

amsmath宏包提供了一系列用于排版的矩阵环境,都依托于LaTeX中的array环境。
同样也提供了用于生成行内数学模式中的小矩阵环境smallmatrix
矩阵环境中的下一列和换行命令与表格中一致。

分段函数

amsmath宏包提供了cases 环境用于方便排版分段函数。

长公式

amsmath宏包提供了很多用于长公式排版的命令,一般基于LaTeX的equationeqnarry环境。但amsmath文档建议不再使用LaTeX的长公式环境。
在公式环境中,命令\tag{num}可以生成公式的编号。命令\notag可以取消公式的编号。

单行公式

equation 环境用于生成带编号的单行公式,equation*环境则生成不带编号的单行公式。

无对齐的多行公式

multline环境可以将一个长公式分成几行,并赋予一个编号。一般第一行左对齐,最后一行右对齐。可以用命令\shoveleft\shoveright来强制左对齐或右对齐。
可以用宏包选项\reqno\leqno 来决定编号放在最后一行之后还是第一行之前。

对齐的多行公式

split环境可以将一个长公式分成几行,并且使用& 可以指定每一行对齐什么符号,使用\\换行。注意split 环境没有编号,并且只能被用在其他行间模式的环境中。比如equation, gather, align

无对齐的公式组

gather环境用于一次排版多个公式,其中每个公式都有自己的编号,使用\\换行。对应的gather*则排版多个不带编号的公式。gather环境中可以嵌套split环境。

对齐的公式组

align 环境用于带对齐的排版多个公式,同样每个公式都有自己的编号。使用&对齐,使用\\换行。
使用额外单独的&可以得到类似表格的一列列公式,例如考虑下列式子。
alignat{n} 环境可以生成类似表格的对齐公式组,其中n为列数。

实际宽度的公式块

gather, align, alignat生成的是占满整个文档宽度的公式块,有时候我们需要将公式块包在一个括号之中。可以用到下面的命令。
gathered,aligned, alignedat这些命令可以生成公式实际宽度的块,所以可以用在条件之中。例如

文本截断公式

\intertext用于将一行简短的文本插入到公式组中,只能用在\\ 中。

公式编号

在LaTeX中,如果你想将公式编码中带上节数,可以使用命令\numberwithin
因为其他公式环境都是由equation 生成,所以只需要定义equation即可。
\eqref提供了带括号的公式引用。
环境subequations 可以生成类似(4.9 a),(4.9 b)之类的编号。

排版“引理”、“定义”、“公理”及其他类似的结构。
宏包amsthm 提供了\newtheoremstyle{style}命令,通过三个预定义的样式中选择一个来定义定理的外观。三个样式分别为
在导言区使用命令示例如下
在正文区可以使用命令\begin{name}[text]...\end{name} 来使用名字为name的定理环境,其中text参数为定理的名字。
amsthm还提供一个proof环境。命令为\begin{proof}...\end{proof}
可以在导言区重新定义proofname 使其支持中文,命令为
命令\qedhere可以手动移动“证毕”符。

END

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多