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📘LaTeX 语法
约 3071 字大约 10 分钟
2025-09-13
📐 1. LaTeX 数学模式
1.1. 行内数学模式
在文本中插入数学公式:
$E=mc^2$
E=mc2 行内模式的数学公式,适用于正文中的数学表达。
1.2. 独立数学模式
使数学公式独占一行:
$$
E=mc^2
$$
独立模式的数学公式,适用于单独一行的数学表达。
E=mc2
1.3. 带编号公式
\begin{equation}
E=mc^2
\end{equation}
E=mc2
带有编号的数学公式,适用于论文或报告中公式引用。(Markdown 中可能无法显示编号 )
🔣 2. 保留字符
LaTeX 环境中具有特殊含义的保留字符,不能直接使用,必须通过指定的语法实现:
符号 | LaTeX 代码 | 中文说明 |
---|---|---|
# | \# | 井号,数学环境中无特殊含义 |
$ | \$ | 美元符号,通常用于货币符号 |
% | \% | 百分号,表示百分比 |
& | \& | 与符号,通常用于逻辑表达 |
_ | \_ | 下划线,LaTeX 需要转义 |
{} | \{ \} | 花括号,用于分组 |
\ | \backslash | 反斜杠,LaTeX 转义符 |
🔠 3. 希腊字母
3.1. 小写希腊字母
符号 | LaTeX 代码 | 中文音译 |
---|---|---|
α | \alpha | 阿尔法 |
β | \beta | 贝塔 |
γ | \gamma | 伽马 |
δ | \delta | 德尔塔 |
ϵ | \epsilon | 艾普西龙(普通 epsilon) |
ε | \varepsilon | 伪艾普西龙(变体 epsilon) |
ζ | \zeta | 截塔 |
η | \eta | 伊塔 |
θ | \theta | 西塔 |
ϑ | \vartheta | 变体西塔 |
ι | \iota | 约塔 |
κ | \kappa | 卡帕 |
λ | \lambda | 兰布达 |
μ | \mu | 缪 |
ν | \nu | 纽 |
ξ | \xi | 克西 |
π | \pi | 派(圆周率) |
ϖ | \varpi | 变体派 |
ρ | \rho | 罗 |
ϱ | \varrho | 变体罗 |
σ | \sigma | 西格玛 |
ς | \varsigma | 终结西格玛(变体 sigma) |
τ | \tau | 陶 |
υ | \upsilon | 宇普西龙 |
ϕ | \phi | 菲 |
φ | \varphi | 变体菲 |
χ | \chi | 氚(发音接近“开”) |
ψ | \psi | 普赛 |
ω | \omega | 欧米伽 |
3.2. 大写希腊字母
符号 | LaTeX 代码 | 中文音译 |
---|---|---|
Γ | \Gamma | 伽马(大写) |
Δ | \Delta | 德尔塔(大写) |
Θ | \Theta | 西塔(大写) |
Λ | \Lambda | 兰布达(大写) |
Ξ | \Xi | 克西(大写) |
Π | \Pi | 派(大写,数学常用于求和) |
Σ | \Sigma | 西格玛(大写,数学常用于求和) |
Υ | \Upsilon | 宇普西龙(大写) |
Φ | \Phi | 菲(大写) |
Ψ | \Psi | 普赛(大写) |
Ω | \Omega | 欧米伽(大写,数学物理常用) |
➗ 4. 二元运算符
符号 | LaTeX 代码 | 中文说明 |
---|---|---|
+ | + | 加号 |
− | - | 减号 |
× | \times | 乘号 |
÷ | \div | 除号 |
⋅ | \cdot | 乘积点 |
⊕ | \oplus | 直和(用于向量空间、群论) |
⊖ | \ominus | 直差 |
⊗ | \otimes | 直积 |
⊘ | \oslash | 直除 |
⊙ | \odot | 圆点乘法 |
⋆ | \star | 星乘法 |
∘ | \circ | 复合映射 |
∙ | \bullet | 实心点(乘法或列表符号) |
± | \pm | 正负号 |
∓ | \mp | 负正号 |
⨁ | \bigoplus | 直和运算符(大运算符版本) |
⨂ | \bigotimes | 直积运算符(大运算符版本) |
⨀ | \bigodot | 直乘运算符(大运算符版本) |
⚖️ 5. 二元关系符
符号 | LaTeX 代码 | 中文说明 |
---|---|---|
= | = | 等于 |
= | \neq | 不等于 |
≈ | \approx | 约等于 |
≡ | \equiv | 恒等于 |
< | < | 小于 |
> | > | 大于 |
≤ | \leq | 小于等于 |
≥ | \geq | 大于等于 |
≪ | \ll | 远小于 |
≫ | \gg | 远大于 |
≺ | \prec | 先于(偏序关系) |
≻ | \succ | 后于(偏序关系) |
⪯ | \preceq | 小于等于(偏序) |
⪰ | \succeq | 大于等于(偏序) |
∼ | \sim | 相似于 |
≁ | \nsim | 不相似 |
≃ | \simeq | 同构 |
≍ | \asymp | 渐近等于 |
∝ | \propto | 成比例 |
🧠 6. 逻辑符号
符号 | LaTeX 代码 | 中文说明 |
---|---|---|
∧ | \wedge | 逻辑与(合取) |
∨ | \vee | 逻辑或(析取) |
¬ | \neg | 逻辑非(否定) |
⇒ | \Rightarrow | 蕴含(如果...那么) |
⇔ | \Leftrightarrow | 当且仅当 |
∀ | \forall | 对所有 |
∃ | \exists | 存在 |
∄ | \nexists | 不存在 |
⊤ | \top | 逻辑真 |
⊥ | \bot | 逻辑假 |
📦 7. 集合符号
符号 | LaTeX 代码 | 中文说明 |
---|---|---|
∅ | \emptyset | 空集 |
∈ | \in | 属于 |
∈/ | \notin | 不属于 |
⊆ | \subseteq | 子集 |
⊂ | \subset | 真子集 |
⊈ | \nsubseteq | 不是子集 |
⊃ | \supset | 包含 |
⊇ | \supseteq | 超集 |
⊉ | \nsupseteq | 不是超集 |
∪ | \cup | 并集 |
∩ | \cap | 交集 |
∖ | \setminus | 差集 |
⋃ | \bigcup | 大并集 |
⋂ | \bigcap | 大交集 |
↔️ 8. 箭头符号
符号 | LaTeX 代码 | 中文说明 |
---|---|---|
→ | \to | 右箭头 |
← | \leftarrow | 左箭头 |
⇒ | \Rightarrow | 右蕴含箭头 |
⇐ | \Leftarrow | 左蕴含箭头 |
↔ | \leftrightarrow | 左右箭头 |
⇔ | \Leftrightarrow | 双向蕴含箭头 |
⟶ | \longrightarrow | 长右箭头 |
⟵ | \longleftarrow | 长左箭头 |
↦ | \mapsto | 映射箭头 |
⟼ | \longmapsto | 长映射箭头 |
↑ | \uparrow | 向上箭头 |
↓ | \downarrow | 向下箭头 |
↕ | \updownarrow | 上下箭头 |
⇑ | \Uparrow | 向上双箭头 |
⇓ | \Downarrow | 向下双箭头 |
⇕ | \Updownarrow | 上下双箭头 |
🔢 9. 分数
符号 | LaTeX 代码 | 中文说明 |
---|---|---|
ba | \frac{a}{b} | 普通分数 |
ba | \dfrac{a}{b} | 强制分数(适用于行内公式) |
ba | \tfrac{a}{b} | 小型分数(适用于较小的公式) |
✔️ 10. 根式
符号 | LaTeX 代码 | 中文说明 |
---|---|---|
x | \sqrt{x} | 平方根 |
nx | \sqrt[n]{x} | n 次方根 |
📈 11. 指数与对数
符号 | LaTeX 代码 | 中文说明 |
---|---|---|
ab | a^b | 指数 |
ex | e^x | 自然指数 |
logx | \log x | 对数(默认底数为 10) |
lnx | \ln x | 自然对数(底数为 e) |
logab | \log_a b | 底数 a 的对数 |
📉 12. 微分与导数
符号 | LaTeX 代码 | 中文说明 |
---|---|---|
dxdf(x) | \frac{d}{dx} f(x) | 一阶导数 |
dx2d2f(x) | \frac{d^2}{dx^2} f(x) | 二阶导数 |
∂x∂f | \frac{\partial f}{\partial x} | 偏导数 |
∇f | \nabla f | 梯度 |
Δf | \Delta f | 拉普拉斯算子 |
x˙ | \dot{x} | 一阶导数(牛顿记号) |
x¨ | \ddot{x} | 二阶导数(牛顿记号) |
🔝 13. 极限
符号 | LaTeX 代码 | 中文说明 |
---|---|---|
limx→af(x) | \lim_{x \to a} f(x) | 极限 |
limx→∞f(x) | \lim_{x \to \infty} f(x) | 无穷极限 |
∫ 14. 积分
符号 | LaTeX 代码 | 中文说明 |
---|---|---|
∫f(x)dx | \int f(x)dx | 不定积分 |
∫abf(x)dx | \int_{a}^{b} f(x)dx | 定积分 |
∬f(x,y)dxdy | \iint f(x,y)dxdy | 二重积分 |
∭f(x,y,z)dxdydz | \iiint f(x,y,z)dxdydz | 三重积分 |
✍️ 15. 矩阵
符号 | LaTeX 代码 | 中文说明 |
---|---|---|
[acbd] | \begin{bmatrix} a & b \\ c & d \end{bmatrix} | 方括号矩阵 |
(acbd) | \begin{pmatrix} a & b \\ c & d \end{pmatrix} | 圆括号矩阵 |
acbd | \begin{vmatrix} a & b \\ c & d \end{vmatrix} | 行列式 |
acbd | \begin{Vmatrix} a & b \\ c & d \end{Vmatrix} | 双竖线矩阵 |
acbd | \begin{matrix} a & b \\ c & d \end{matrix} | 无括号矩阵 |
➡️ 16. 向量
16.1 向量的加粗表示
符号 | LaTeX 代码 | 中文说明 |
---|---|---|
v | \mathbf{v} | 向量,适用于字母 |
v | \bm{v} | 加粗向量(适用于所有数学符号,需 \usepackage{bm} ) |
α | \boldsymbol{\alpha} | 加粗希腊字母(适用于 \alpha, \beta 等) |
16.2. 向量的箭头表示
符号 | LaTeX 代码 | 中文说明 |
---|---|---|
v | \vec{v} | 向量符号,表示带箭头的向量 |
AB | \overrightarrow{AB} | 表示从 A 指向 B 的向量 |
AB | \overleftarrow{AB} | 表示从 B 指向 A 的向量 |
16.3 单位向量
单位向量表示方向向量,通常用 加帽符号:
符号 | LaTeX 代码 | 中文说明 |
---|---|---|
v^ | \hat{v} | 单位向量 |
i^,j^,k^ | \hat{i}, \hat{j}, \hat{k} | 直角坐标系中的标准基向量 |
16.4 向量的点积与叉积
符号 | LaTeX 代码 | 中文说明 |
---|---|---|
a⋅b | \mathbf{a} \cdot \mathbf{b} | 向量的点积 |
a×b | \mathbf{a} \times \mathbf{b} | 向量的叉积 |
🔄 17. 方程与方程组
符号 | LaTeX 代码 | 中文说明 |
---|---|---|
{ax+by=cdx+ey=f | \begin{cases} ax + by = c \\ dx + ey = f \end{cases} | 分段定义或方程组 |
不支持在行内展示,见下方块状展示 | \begin{align} x + y &= 2 \\ x - y &= 0 \end{align} | 对齐的方程组 |
对齐的&方程组
x+y+2x−y=2=0
✏️ 18. 空格与换行
符号 | LaTeX 代码 | 中文说明 |
---|---|---|
a b | a\ b | 小空格 |
ab | a\quad b | 大空格 |
ab | a\qquad b | 超大空格 |
a b | a\\ b | 换行 |
a,b | a\,b | 细小空格 |
a!b | a\!b | 负空格(缩小间距) |
This is a test. | \text{This is a~test.} | 硬空格 |
🎨 19. 颜色
符号 | LaTeX 代码 | 中文说明 |
---|---|---|
text | \textcolor{red}{text} | 颜色(红色) |
text | \textcolor{blue}{text} | 颜色(蓝色) |
text | \color{green}text | 颜色(绿色) |
🖍️ 20. 字体
符号 | LaTeX 代码 | 中文说明 |
---|---|---|
x | \mathbf{x} | 加粗 |
x | \mathit{x} | 斜体 |
L | \mathcal{L} | 手写体 |
R | \mathbb{R} | 黑板体(常用于数集) |
x | \mathrm{x} | 直立体 |
x | \mathtt{x} | 打字机字体 |
L | \mathscr{L} | 花体(数学符号) |
💎完整示例
🌊 1. 线性代数
1.1 矩阵乘法
给定两个矩阵 A∈Rm×n 和 B∈Rn×p,它们的矩阵乘法定义如下:
$$
C = AB, \quad C_{ij} = \sum_{k=1}^{n} A_{ik} B_{kj}, \quad C \in \mathbb{R}^{m \times p}
$$
C=AB,Cij=k=1∑nAikBkj,C∈Rm×p
说明:矩阵 C 的元素 Cij 由矩阵 A 的第 i 行与矩阵 B 的第 j 列按对应元素相乘后求和得到。
1.2 特征值与特征向量
对于方阵 A∈Rn×n,如果存在非零向量 v 和标量 λ 使得:
$$
A\mathbf{v} = \lambda \mathbf{v}
$$
则称 λ 为矩阵 A 的特征值,v 为对应的特征向量。
Av=λv
说明:当矩阵 A 作用于向量 v 上时,v 仅仅被缩放(即乘以特征值 λ),方向不变。
1.3 奇异值分解(SVD)
任意矩阵 A∈Rm×n 可分解为:
$$
A = U \Sigma V^T
$$
其中:
- U∈Rm×m 是正交矩阵,
- V∈Rn×n 是正交矩阵,
- Σ 是对角矩阵,包含奇异值 σi。
A=UΣVT
说明:奇异值分解(SVD)是一种强大的矩阵分解方法,广泛用于降维、压缩、信号处理等。
🎲 2. 概率统计
2.1 贝叶斯定理
对于事件 A 和 B,如果 P(B)>0,则贝叶斯定理表示为:
$$
P(A \mid B) = \frac{P(B \mid A) P(A)}{P(B)}
$$
P(A∣B)=P(B)P(B∣A)P(A)
说明:贝叶斯定理是概率论中最重要的公式之一,广泛用于机器学习、医学诊断、自然语言处理等领域。
2.2 期望与方差
2.2.1 期望
设随机变量 X 服从概率分布 P(X),则:
$$
\mathbb{E}[X] = \sum_{x} x P(X = x)
$$
E[X]=x∑xP(X=x)
说明:数学期望表示随机变量 X 的加权平均值,即它的平均趋势。
2.2.2 方差
随机变量 X 的方差定义为:
$$
\mathrm{Var}(X) = \mathbb{E}[(X - \mathbb{E}[X])^2]
$$
Var(X)=E[(X−E[X])2]
说明:方差度量了随机变量 X 偏离均值的程度,方差越大,数据的离散性越强。
2.3 高斯分布(正态分布)
随机变量 X 服从均值 μ,方差 σ2 的高斯分布(正态分布),其概率密度函数(PDF)为:
$$
p(x) = \frac{1}{\sqrt{2 \pi \sigma^2}} \exp \left(-\frac{(x - \mu)^2}{2\sigma^2} \right)
$$
p(x)=2πσ21exp(−2σ2(x−μ)2)
说明:高斯分布是最重要的概率分布之一,在自然科学、工程、机器学习等领域中应用广泛。
🤖 3. 机器学习
3.1 线性回归模型
在线性回归模型中,如果试图找到一个线性函数来拟合数据点 (xi,yi),那么数学表达式如下:
$$
y = w^T x + b
$$
y=wTx+b
使用最小二乘法(OLS)来估计参数 w,会用到最小化均方误差(MSE):
$$
L(w, b) = \frac{1}{N} \sum_{i=1}^{N} (y_i - (w^T x_i + b))^2
$$
L(w,b)=N1i=1∑N(yi−(wTxi+b))2
说明:线性回归是机器学习最基础的回归模型,在统计建模、预测分析等领域广泛应用。
3.2 Kullback-Leibler (KL) 散度
KL 散度用于衡量两个概率分布 P(x) 和 Q(x) 之间的差异,定义如下:
$$
D_{KL}(P \parallel Q) = \sum_x P(x) \log \frac{P(x)}{Q(x)}
$$
DKL(P∥Q)=x∑P(x)logQ(x)P(x)
或者对于连续概率分布:
$$
D_{KL}(P \parallel Q) = \int P(x) \log \frac{P(x)}{Q(x)} dx
$$
DKL(P∥Q)=∫P(x)logQ(x)P(x)dx
说明:KL 散度用于衡量两个概率分布之间的相对熵,在信息论、概率统计、机器学习等领域中应用广泛。