【系统学习Markdown3】编写插入Latex数学公式

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今天是全人类首次拍摄到黑洞的日子
KATEX
目录

LaTeX语法介绍

摘自维基百科:

LaTeX, 是一种基于TEX的排版系统,利用这种格式,即使用户没有排版和程序设计的知识也可以充分发挥由TEX所提供的强大功能,能在几天,甚至几小时内生成很多具有书籍质量的印刷品,非常适用于生成高印刷质量的科技和数学类文档。

简单说:它能够实现Markdown和Word的功能,而且排版功能更加强大。不过LaTex语法比较复杂,一般使用就是为了写数学公式的,除非要做书籍出版排版或者写论文的工作另说,所以个人建议使用Markdown与LaTex结合使用。

如何学习

  1. 其实我觉得LaTex是比较难学,因为内容很多,而且一旦涉及到数学的东西,就觉得很复杂。所以我将重点学习数学公式部分,因为学这个是为了嵌套在Markdown里面显示数学公式使用

  2. 所以这是一篇写给想入门LaTex但是之前完全没有接触过的童鞋们,以后有心情我会再搞一份高级进阶版的出来。

  3. 使用到支持Tex文本编辑的主流的Markdown编辑器有:GitHub、印象笔记、有道云笔记、、Jupyter Notebook等。无须在命令行进行安装,降低入门门槛。尽量忽略编码这个让人头疼的问题。。。

4.关于Markdown,我之前有两篇文章介绍过:

  • 系统学习GitHub Flavored Markdown(GFM)
  • Markdown插入图表(主要介绍mermaid语法)
  1. 本文整合了:
  • 一份其实很短的 LaTeX 入门文档
  • KATEX 0.10.1
  • latex——小白学习经验
  • 常用数学符号的 LaTeX 表示方法
  • Markdown中编写LaTeX数学公式
  • MarkDown Latex公式,矩阵,表格等使用
  • 我的学习步骤、摸索过程中的思考和总结

初识LaTex

  • 由于这个学起来门槛有点高,还没有专门的人带,不知道从何入手。

  • 所以我第一步是看视频,对LaTex语法有一个整体了解

  • 主流笔记APP使用的LaTex发行版为KaTex

    • 首先看视频:latex中文教程-15集从入门到精通包含各种latex操作

    • 建议只用看视频第1、6、10、11、12集

基本语法:

  1. 基本语法格式


    基本语法格式
  2. % 注释文本

  3. \ 转义特殊字符

  4. $行内的数学公式$
    be defined by the formula

$f(x)$be defined by the formula $f(x)=3x^2+x-1$.

有道云笔记的Markdown需要在$$外加上``才能实现

  1. $$行间的数学公式$$
    $$f(x) = 3x^2 + x - 1$$

另外以下这种写法只在Github和专业LaTex编辑器上能用:

另一种写法

另一种写法的渲染结果
  1. 由于笔记APP的Markdown无法用下图的这种方式引用宏包ctex和使用utf-8编码就能实现数学公式内输入中文的问题

    解决方法是直接在$$内输入中文:

$完美支持中文没毛病f(x)$ 

输入数学公式

元素分组 {}

上标 ^

$3x^{3x^{20} - x + 2} - x  + 2 = 0$

下标 _

$a_{3x^{20} - x + 2}$

标签

标签
上下水平线、上下大括号

$\overline{m+n}$
$\underline{m+n}$
$\overbrace{ a+b+\cdots+z }^{26}$
$\underbrace{ a+b+\cdots+z }_{26}$

向量

$\vec{F}$

更多重音元素
更多重音元素

在\text{…}内使用的重音元素

在\text{…}内使用的重音元素

如:

\text{\^{a}}

\text{\^{a}}

希腊字母

小写

  • $\alpha$
  • $\beta$
  • $\gamma$
  • $\epsilon$
  • $\pi$
  • $\omega$

大写

  • $\Gamma$
  • $\Pi$
  • $\Omega$

更多希腊字符

更多希腊字符

其他字符

其他字符

更多特殊数学字符

更多特殊数学字符

数学函数

  • $\log$
  • $\sin$
  • $\cos$
  • $\arcsin$
  • $\arccos$
  • $\ln$
  • $\sqrt{}$

更多函数

更多函数

综合运用:

$\sin^2 x + \cos^2 x  = 1$

$y = \arcsin x$

sin^{-1} x$

$y = \$sin^{-1} x$

$y = \log_2 x$

$y = \ln x$

根号

$\sqrt{x^2 + y^2}$

$\sqrt{2 + \sqrt{2}}$

指定开放的次数:

$\sqrt[4]{x}$

分式

方法1:

$3/4$

方法2:

$\frac{3}{4}$

综合大栗子:

$\frac{x}{x^2 + x +1}$

$\frac{\sqrt{x-1}}{\sqrt{x+1}}$

$\frac{1}{1+\frac{1}{x}}$

$\sqrt{\frac{x}{x^2+x+1}}$

矩阵与行列式

矩阵环境中:%注释、&分隔列,\\分隔行, \times转换乘号,\text{}临时切换到文本模式输入中文
\Large 放大文本 、\qquad用于空格,常用省略号用\dots、\vdots、\ddots实现

省略符号
  • 横省略号:\cdots
  • 竖省略号:\vdots
  • 斜省略号:\ddots
  • \ldots表示与文本底线对齐的省略号,\cdots表示与文本中线对齐的省略号

例子:$f(x_1,x_2,\ldots,x_n) = x_1^2 + x_2^2 + \cdots + x_n^2$

```math
% 矩阵排列
\begin{matrix}
    a & b \\
    c & d
\end{matrix}\qquad

% 小括号矩阵
\begin{pmatrix}
    a & b \\
    c & d
\end{pmatrix}\qquad

% 中括号矩阵
\begin{bmatrix}
    a & b \\
    c & d
\end{bmatrix}\qquad

% 大括号矩阵
\begin{Bmatrix}
    a & b \\
    c & d
\end{Bmatrix}\qquad

% 单竖线行列式
\begin{vmatrix}
    a & b \\
    c & d
\end{vmatrix}\qquad

% 双竖线行列式
\begin{Vmatrix}
    a & b \\
    c & d
\end{Vmatrix}
```
矩阵
矩阵与行列式

综合大栗子:
KATEX不支持\multicolumn合并多列

```math
A = \begin{pmatrix}
    a_{11}^2 & a_{12}^2 & a_{13}^2  \\
    0 & a_{22} & a_{23} \\
    0 & 0 & a_{33}
\end{pmatrix}\qquad

A = \begin{bmatrix}
    a_{11} & \dots & a_{1n} \\
    & \ddots & \vdots   \\
    0 & & a{nn}
\end{bmatrix}_{n \times n}\qquad

% 分块矩阵(矩阵嵌套)
\begin{pmatrix}
\begin{matrix} 1&0\\0&1 \end{matrix}
& \text{\Large 0} \\
\text{\Large 0} & \begin{matrix}
1&0\\0&-1 \end{matrix}
\end{pmatrix}

% 三角矩阵
\begin{pmatrix}
a_{11} & a_{12} & \cdots & a_{1n} \\
& a_{22} & \cdots & a_{2n} \\
&         &  \ddots  & \vdots \\

&          &        &a_{nn}
\end{pmatrix}\qquad
```
综合例子

三角矩阵

数组array环境

  • 对齐方式:在{array}声明后逐行声明
    • 左对齐:l;居中对齐:c;右对齐:r
    • 竖直线:在声明对齐方式时,插入|建立竖线
  • 插入水平线:\hline 目前笔记APP均不支持
```math
\begin{array}{r|r}
    \frac12 & 0 \\ 
    0 & -\frac abc \\
\end{array}
```
数组array

分类cases环境

```math
x = \begin{cases}
   a &\text{if } b \\
   c &\text{if } d
\end{cases}
```
分类cases

对齐align环境

& 符号用于对齐

  • 第一种 单个对齐:
```math
\begin{aligned}
   a&=b+c \\
   d+e&=f
\end{aligned}
```
单个对齐
  • 第二种 多个对齐:
```math
\begin{alignedat}{2}
   10&x+ &3&y = 2 \\
   3&x+&13&y = 4
\end{alignedat}
```
多个对齐

多行公式

```math
\begin{gathered}
   a=b \\
   e=b+c
\end{gathered}
```
多行公式

操作符

上下限由^和_生成

  • 积分运算符
    $\int_{0}^{\frac{\pi}{2}}$
  • 求和运算符
    $\sum_{i=1}^{n}$
  • 乘积运算符
    $\prod_\epsilon^\theta$

更多操作符

更多操作符

操作符样式

操作符样式

布局

注释

注释

括号

$\left符号 $\right符号
原文链接

括号样式

算式

极限运算

```math

lim_{n \rightarrow +\infty} \frac{1}{n(n+1)}\qquad
\frac{1}{\lim_{u \rightarrow \infty}}\qquad 
\frac{1}{\lim\limits_{u \rightarrow \infty}}
```
极限运算

求导

$\left. \frac{{\rm d}u}{{\rm d}x} \right| _{x=0}$

偏微分方程

```math
\frac{\partial u}{\partial t}
= h^2 \left( \frac{\partial^2 u}{\partial x^2} 
+ \frac{\partial^2 u}{\partial y^2}  
+ \frac{\partial^2 u}{\partial z^2}\right)
```
偏微分方程

最后

  • 内容还算有点多,能看到这里,你已经很棒棒了 :)
  • 看完这篇文章,应该用LaTex语法能够完整写数学公式了
  • 没有涉及到的以及一些更加高级的用法,上网搜一下就能够解决

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