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Markdown输出LaTex数学公式

萧成文
2023-12-01

LaTex Math的语法

每次想把公式打出来都不知道怎么写LaTex 公式,要将数学公式展示出来,使用Markdown以及LaTex Math的结合是最佳的方法。

LaTex Math的语法多且杂,我们是没法完全记住这些语法的,能记住也不提倡吧,我连Markdown语法都没能全记住。查询手册在手,天下我有,这里比较推荐名校莱斯Rice大学的一个语法手册,莱斯大学LaTex Math在线PDF手册

希腊字母

使用$LaTex希腊字母语法$,也就是将LaTex的希腊字母语法用两个美元符号围住即可。比如以下案例:

$\Gamma$、$\iota$、$\sigma$、$\phi$、$\upsilon$、$\Pi$、$\Bbbk$、$\heartsuit$、$\int$、$\oint$

Γ \Gamma Γ ι \iota ι σ \sigma σ ϕ \phi ϕ υ \upsilon υ Π \Pi Π k \Bbbk k ♡ \heartsuit ∫ \int ∮ \oint
输出的结果就是这样子啦~

三角函数、对数、指数

三角函数、对数、指数的写法以及其他符号的语法和字母是一样的。

$\tan$、$\sin$、$\cos$、$\lg$、$\arcsin$、$\arctan$、$\min$、$\max$、$\exp$、$\log$

输出的结果如下:
tan ⁡ \tan tan sin ⁡ \sin sin cos ⁡ \cos cos lg ⁡ \lg lg arcsin ⁡ \arcsin arcsin arctan ⁡ \arctan arctan min ⁡ \min min max ⁡ \max max exp ⁡ \exp exp log ⁡ \log log

运算符

运算符的写法也是如此,不过要注意的是加号、减号、等于号、大于、小于的写法有点不同,是直接用符号即可,这个要注意一下。

$+$、$-$、$=$、$>$、$<$、$\times$、$\div$、$\equiv$、$\leq$、$\geq$、$\neq$  

+ + + − - = = = > > > < < < × \times × ÷ \div ÷ ≡ \equiv ≤ \leq ≥ \geq ≠ \neq =

集合符号

集合是高中数学就会学习的知识,也是非常重要的基础概念,集合的符号也比较多,所以会特地把它们单独列出来,虽然它们的语法和上面没有区别。

$\cup$、$\cap$、$\in$、$\notin$、$\ni$、$\subset$、$\subseteq$、$\supset$、$\supseteq$、$\infty$

输出的结果就是:
∪ \cup ∩ \cap ∈ \in ∉ \notin / ∋ \ni ⊂ \subset ⊆ \subseteq ⊃ \supset ⊇ \supseteq ∞ \infty

数学符号非常多,这里只是列举了一些常用的符号,更多符号细节既可以查看莱斯大学的PDF。

数学公式与Markdown Math

前面只是介绍了单一的数学符号显示问题,但是一段完整的数学公式则包含多个数学符号、数值,在介绍数学公式之前,我们需要先来了解一下内联与块状的概念。

内联输出与块状输出

前面我们在输出每个符号的时候,都用两个美元符号$$,这种方式就是内联,所谓内联就是我们可以把数学符号嵌入到文字段落里面,比如:

函数式:$f(x)=\frac{P(x)}{Q(x)}$  

函数式: f ( x ) = P ( x ) Q ( x ) f(x)=\frac{P(x)}{Q(x)} f(x)=Q(x)P(x) ,我们可以看到这段公式在文字段落里面。

如果我们需要输出的数学公式比较复杂,或者我们需要凸出并独立显示公式,这个时候我们就需要使用到公式的块状输出,块状输出的语法使用4个美元符号$$数学公式$$,我们来看案例:

$$f(x)=\frac{P(x)}{Q(x)}$$ 

使用块状输出,函数会居中显示,值得一提的是我们在使用块状输出数学公式时,在Markdown里需要换行来写公式:
f ( x ) = P ( x ) Q ( x ) f(x)=\frac{P(x)}{Q(x)} f(x)=Q(x)P(x)

简单的四则运算

我们先来看简单的四则运算怎么用Markdown Math编写。

$2x - 5y =  8$  
$3x + 9y =  -12$
$7x \times 2y \neq 3z$

注意这里的\times是乘号,\neq是不等于,输出的效果如下:
2 x − 5 y = 8 2x - 5y = 8 2x5y=8
3 x + 9 y = − 12 3x + 9y = -12 3x+9y=12
7 x × 2 y ≠ 3 z 7x \times 2y \neq 3z 7x×2y=3z

指数输出

Markdown Math的指数运算符是^,这个在Python里位运算符,Python的指数运算符是**,这个注意区别即可。

$x^3+x^9$  
$x^y$  

输出的结果为:
x 3 + x 9 x^3+x^9 x3+x9
x y x^y xy

n次方根输出

\sqrt{}是开平方,注意数值使用大括号{}围住,而开n次方的语法是\sqrt[n]{},n次方的n用中括号[]围住,我们来看下面的案例:

$\sqrt{3x-1}+\sqrt[5]{2y^5-4}$

输出的结果是:
3 x − 1 + 2 y 5 − 4 5 \sqrt{3x-1}+\sqrt[5]{2y^5-4} 3x1 +52y54

三角公式

三角公式通常括号、字母、符号、运算符混杂的比较厉害,所以书写的时候要特别注意,我们来看下面的例子:

$$\cos (2\theta) = \cos^2 \theta - \sin^2 \theta$$

输出的结果如下:
cos ⁡ ( 2 θ ) = cos ⁡ 2 θ − sin ⁡ 2 θ \cos (2\theta) = \cos^2 \theta - \sin^2 \theta cos(2θ)=cos2θsin2θ

输出分数

输出带有分子分母的分数的语法为\frac{分子}{分母},使用大括号把分子、分母都围住。

$$\frac{x}{2y} +\frac{x-y}{x+y} $$

输出的结果如下:
x 2 y + x − y x + y \frac{x}{2y} +\frac{x-y}{x+y} 2yx+x+yxy

求和输出

求和公式比较复杂,会涉及到上标和下标,在输出指数^时我们可以把它看成是上标,使用_来输出下标,我们来看具体案例:

$$\sum_{n=1}^\infty k$$

输出的结果如下:
∑ n = 1 ∞ k \sum_{n=1}^\infty k n=1k

极限的输出

在我们了解了上下标的概念之后,输出极限就会使用到下标。

$$\lim\limits_{x \to \infty} \exp(-x) = 0$$

输出的结果:
lim ⁡ x → ∞ exp ⁡ ( − x ) = 0 \lim\limits_{x \to \infty} \exp(-x) = 0 xlimexp(x)=0

阶乘的输出

$$\frac{n!}{k!(n-k)!} = \binom{n}{k}$$

输出的结果如下:
n ! k ! ( n − k ) ! = ( n k ) \frac{n!}{k!(n-k)!} = \binom{n}{k} k!(nk)!n!=(kn)

Markdown Math输出矩阵

使用\begin{matrix}\end{matrix}围住即可输出矩阵,矩阵之间用$来空格,用\\来换行。

$$
  \begin{matrix}
   1 & 2 & 3 \\
   4 & 5 & 6 \\
   7 & 8 & 9
  \end{matrix} 
$$

输出的结果是:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 \begin{matrix} 1 & 2 & 3 \\ 4 & 5 & 6 \\ 7 & 8 & 9 \end{matrix} 147258369

复杂数学公式

分段函数的编写

分段函数是非常复杂的,这时候会用到LaTex的cases语法,用\begin{cases}和\end{cases}围住即可,中间则用\\来分段,具体我们来看下面的例子。

$$
X(m,n)=
\begin{cases}
x(n),\\
x(n-1)\\
x(n-1)
\end{cases}
$$

分段函数输出的结果如下:
X ( m , n ) = { x ( n ) , x ( n − 1 ) x ( n − 1 ) X(m,n)= \begin{cases} x(n),\\ x(n-1)\\ x(n-1) \end{cases} X(m,n)=x(n),x(n1)x(n1)

Markdown Math也就是LaTex语法输出数学公式的基本用法,我们先介绍到这里,后面我们会在学习过程中接触到时再来研究。

Markdown Math的跨平台显示

在网页上显示数学公式

由于我们的网页可以不用Markdown,用HTML替换Markdown排版语法就可以,所以我们只需要专注于如何在网页上显示数学公式即可。

比较完美的解决方案是使用mathjax,我们只需要在<head>标签内插入mathjaxjs即可。

比如下面的案例,大家只需要把下面的代码复制下来并保存为html文件即可,不过要注意的是内联式的语法会有些不同,不再是$符号与公式$,而是:\(符号与公式\)

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <meta charset="utf-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width">
  <script type="text/javascript" async
  src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/mathjax/2.7.5/MathJax.js?config=TeX-MML-AM_CHTML" async></script>
</script>
</head>
<body>
<p>
  当 \(a \ne 0\)时,  \(ax^2 + bx + c = 0\) 会有两个解,它们是:
  $$x = {-b \pm \sqrt{b^2-4ac} \over 2a}.$$
</p>
</body>
</html>

原文链接:简书


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