LaTeX 格式手册

是一种基于 的排版系统，能够很方便的生成数学公式。

基础知识

行内公式与行间公式 {#math}

行内公式（Inline Math，即穿插在文本中的公式）两侧分别使用一个美元 $ $ 符号定界。

例如：

文本文本$x \cdot \sin(y)$文本文本

显示为：

文本文本文本文本

行间公式（Math Blocks，独立成行居中的公式） 前后两行分别使用 $$ $$（每行两个美元符号）定界，Markdown 代码可以跨行写，例如：

$
H_n = \sum_{i = 1}^{n} \frac{1}{i}
$

显示为

再例如：

$
\begin{pmatrix}
  1 & 8 & 4 \\
  7 & 9 & 2 \\
\end{pmatrix}
$

显示为

行内公式的 “大小”（例如分数的大小、巨运算符上下标的位置）会比行间公式小，可以通过 \displaystyle 和 \textstyle 来切换两类模式：

对于行内公式，使用 \displaystyle 的效果：

对于行间公式，使用 \textstyle 的效果：

$
 \textstyle \int \frac{\mathop{}\!\mathrm{d} x}{x} = \ln(x) + C 
 $

显示为

LaTeX 控制序列的概念（类似于函数）

控制序列可以视作为命令：以 \ 开头，参数：必需参数 {} 和可选参数 []。

控制序列可以实现特定功能，例如 \sin x 显示为 、\Omega \omega 显示为 、\color{red} x 显示为 、\mathbb{Q} 显示为 、\sqrt[5]{x} 显示为 。

LaTeX 环境的概念

环境的格式为 \begin{环境名} 环境内部 \end{环境名}，即 \begin 和 \end 以及它们中间的部分。

环境有比控制序列更加灵活的用法，例如：

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

显示为

而

f(x) = \begin{cases}
  2 & x \in \mathbb Q \\
  1 & x \notin \mathbb Q \land x \in \mathbb A \\
  0 & x \notin \mathbb A
\end{cases}

显示为

基本语法

二元关系 / 运算符

二元关系符：

二元运算符：

上标与下标

上标命令是 ^{角标}，下标命令是 _{角标}。当角标是单个字符时可以不用花括号（在 LaTeX 中，花括号是用于分组，即花括号内部文本为一组）。

例：x_1、x^2、x_1^2、x^2_1、x_{22}^{(n)}、{}^*\!x^* 的显示效果分别为：

分式

输入较短的分式时，最简单的方法是使用斜线，譬如输入 $(x + y) / 2$，可得到 。

要输入带有水平分数线的公式，可用命令：\frac{分子}{分母}。

根式

排版根式的命令是：开平方：\sqrt{表达式}；开 次方：\sqrt[n]{表达式}。

求和与积分

排版求和符号与积分符号的命令分别为 \sum 和 \int，它们通常都有上下限，在排版上就是上标和下标。

公式中的空格

LaTeX 能够自动处理公式中的大多数字符之间的空格，但是有时候需要自己手动进行控制。除了常见的几个空格命令外，可以通过 \hspace{长度} 自定义空格长度。

插入文本

在公式中插入文本可以通过 \text{文字} 在公式中添加文字，比如：

\text{对任意的 } x > 0 \text{，有 } f(x) > 0 \text{。}

显示为

多行的数学公式

使用 aligned 环境对齐多行公式。

\begin{aligned}
  \cos(2 \theta) &= \cos^2(\theta) - \sin^2(\theta) \\
                 &= 2 \cos^2(\theta) - 1
\end{aligned}

显示为

字体、字号与颜色

字体

对于英文的字体，LaTeX 给出了三个层级，其中 KaTeX 支持的有：

1. 族（family）：有罗马（roman）、无衬线（sans-serif）、打字机（teletype）三族，改变字体的基本外观。
2. 形状（shape）：有直立（upright）、意大利（italic）两种形状。
3. 重量（weight）：有中等（medium）、粗体（boldface）两种重量。

在某些时候，KaTeX 允许这些层级叠加使用：

在文本模式下（即 \text 内部），默认情况下，族使用罗马、形状使用直立、重量使用中等。

在数学模式下（即 KaTeX 的默认），默认情况下，族使用罗马、形状使用意大利、重量使用中等。

特别地，在数学模式下，提供了 \mathbb、\mathcal、\mathscr 和 \mathfrak 以供特殊数学字体使用：

\mathbb： 和 。
\mathcal： 和 。
\mathscr：。
\mathfrak：。

前文的改变字体的命令对这些特殊字体无效。

对于中文，我们有：

对于中文，族设置为无衬线或打字机时，要么不可用，要么与设置为罗马时无区别。
可以看出，族默认时是宋体，族为罗马时是黑体。

字号

LaTeX 内置了从大到小的下列字号：

颜色

可以通过 {\color{颜色} 文字或公式} 或 \textcolor{颜色}{文字或公式} 改变字体颜色。例如：

a + {\color{red} a + {}} a 显示为 。
a + \textcolor{red}{a + {}} a 显示为 。
a + {\color{#22AB22} a + {}} a 显示为 。
a + \textcolor{#22AB22}{a + {}} a 显示为 。

感谢洛谷dev！