LaTex核心出装——数学公式

初识LaTex数学公式

我们已经知道,计算机能够显示文字,大致要经历下面的过程:将文字 编码 ,利于计算机的识别与存储;显示文字时 解码 ,依据编码系统将文字进行翻译;最后是 渲染,将文字以可见的形式显示,通常是显示文字对应的矢量图。

对于每一个文字,可以设计好一套编解码系统,对应编码设计对应的文字矢量图。这样就可以实现 文字 -> 编码 -> 矢量图 的 映射

那么,复杂的数学公式是否可以像文字一样简单地表示呢?

在概率论中,正太分布的分布函数为:

$$ F(x) = \frac{1}{\sqrt{2 \pi} \sigma} \int_{- \infty}^{x} e^{-\frac{(x- \mu)^2}{2 \sigma^2}} dx. $$

这是一个相当复杂的公式:包含了分数、根号、指数、积分符号和特殊常数(圆周率和自然对数底)。

LaTex 可以很简单地表示:

1
F(x) = \frac{1}{\sqrt{2 \pi} \sigma} \int_{- \infty}^{x} e^{-\frac{(x- \mu)^2}{2 \sigma^2}} dx.

LaTex 本质上与 HTML 一样,都是 标记语言,用于代码化地组织和构建文本、图像等 元素,并将 元素 可视化。在数学公式方面, LaTex 几乎是所有前端的首选项。

LaTex数学公式

在LaTex中,数学公式要包含在 $$,\[ \]等声明符号内,表明内部是数学公式的代码。最常见的是使用 $ $。

如表示刚才的正太分布函数,可以写成:

1
2
3
$$
F(x) = \frac{1}{\sqrt{2 \pi} \sigma} \int_{- \infty}^{x} e^{-\frac{(x- \mu)^2}{2 \sigma^2}} dx.
$$

LaTex数学公式是有着一定的结构的。{ } 内的代码将会是一个整体,^{ } 表示上标,_{ } 表示下标。当一个元素既有上标又要下标时,先写下标再写上标。

如表示一个全排列数:

$$ A_5^3 $$
1
2
3
$$
A_5^3
$$

其他常用的标志符:

  • 分式

    \frac{分子}{分母}

  • 四则运算

    加法:+

    减法:-

    乘法:\times

    除法:\div

  • 微积分

    极限:\lim

    $$ \lim $$

    求导:f^{\prime}

    $$ f^{\prime} $$

    积分:\int

    $$ \int $$

    累加:\sum

    $$ \sum $$
  • 矩阵

    表示中括号矩阵:

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    
    $$
    \begin{bmatrix}
    1  & 2 & 3 \\
    4  & 5 & 6
    \end{bmatrix}
    $$
    
    $$ \begin{bmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 4 & 5 & 6 \end{bmatrix} $$

    表示大括号矩阵:

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    
    $$
    \begin{pmatrix}
    1  & 2 & 3 \\
    4  & 5 & 6
    \end{pmatrix}
    $$
    
    $$ \begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 4 & 5 & 6 \end{pmatrix} $$

    表示行列式:

    1
    2
    3
    4
    
    \begin{vmatrix}
    1  & 2 & 3 \\
    4  & 5 & 6
    \end{vmatrix}
    
    $$ \begin{vmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 4 & 5 & 6 \end{vmatrix} $$

    这其实不是一个行列式,但仍然可以被“正确”地表示。LaTex只关注公式的形式,而非真正的数学意义。

LaTex的练习环境

CTex

CTex 是LeTex的中国版,提供完整的 LaTex 环境和针对中文的调教。

官网:CTex官网

CTex官网

WPS

从2025年开始,WPS新增了LaTex公式的支持。在文档里点击插入 -> 公式 -> 插入LaTex公式

WPS使用LaTex公式

KaTex.js

如果你懂前端,可以将KaTex.js包导入到网站中,在网页中使用数学公式,例如本站就是。

js包官网:KeTex.js

Katex.js

小测

请用 LaTex 格式书写下面题目的解题过程(很简单):

1

(微积分)求定积分:

$$ \int_0^1 \frac{1}{(x+1)(x^2-2x+2)}dx. $$

2

(物理)$10g$ 氢气吸收 $1000J$ 的热量时,压强未发生改变,它原来的温度是 $300K$ ,最后的温度是多少?

3

(概率论)一个群体中有一下个体:

  • $k$个纯合显性个体(AA)

  • $m$个杂合子个体(Aa)

  • $n$个纯合隐性个体(aa)

​要求​:计算随机选取两个个体交配时,后代携带至少一个显性等位基因(即表现为显性性状)的概率。假设任意两个个体均可交配。

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