LaTeX 是一款广泛应用于学术领域的文档排版系统,尤其以其在数学公式、科学符号和复杂技术文档排版中的强大能力著称。虽然它本身并非专门的“数学软件”,但在处理数学相关内容时表现尤为出色。
1. LaTeX 的核心特点
-
数学公式支持:
LaTeX 提供了丰富的数学符号库(如希腊字母、运算符、矩阵等),支持行内公式($...$
)和独立公式($$...$$
或$$...$$
)。通过amsmath
等宏包,可实现多行公式、对齐、编号等功能。 -
专业排版:
自动生成目录、参考文献、页眉页脚,支持自定义字体、章节样式,适合撰写论文、书籍、报告等长文档。 -
跨平台与开源:
免费且跨平台(Windows/macOS/Linux),可通过在线编辑器(如 Overleaf)直接协作。
2. 数学排版的核心功能
-
符号与运算:
支持微积分、线性代数、概率论等领域的符号(如\int
,\sum
,\sqrt
,\nabla
),以及特殊函数(如\sin
,\log
)。 -
定理与证明:
通过amsthm
宏包定义定理、引理、证明环境,自动编号并格式化。
3. 与其他工具的结合
-
绘图与图表:
可嵌入TikZ
或PGFPlots
绘制矢量图、数据可视化图表。 -
参考文献管理:
结合BibTeX
或BibLaTeX
实现文献自动引用(如 APA、IEEE 格式)。 -
兼容性:
许多数学软件(如 MATLAB、Mathematica)支持导出 LaTeX 公式代码,方便直接插入文档。
5. 适用场景
- 学术论文/书籍:尤其是理工科领域,符合国际期刊格式要求。
- 课程作业与报告:清晰展示数学推导和图表。
- 简历与幻灯片:使用
moderncv
或beamer
宏包制作专业文档。
但是latex每次新建一个文件有点麻烦,尤其是需要引入各种依赖,再加之latex默认只能编写英文,要让latex能够展示中文,必须编写相应的配置。下面我整理一个latex模板文件,类似于编程里面的脚手架工具,快速搭建开发环境。复制下面的模板即可使用
\documentclass[12pt]{ctexart}
\usepackage[a4paper, margin=2.5cm]{geometry} % 设置页面布局
\usepackage{graphicx} % 导入图片
\usepackage{amsmath} % 导入数学公式
\usepackage{fontspec} % 导入字体
\usepackage{listings}% 导入代码包
\usepackage{xcolor} % 导入颜色
\usepackage{mdframed}
\usepackage{subcaption}
\usepackage{amssymb} % 提供更多数学符号,包括\boldsymbol和\mathbb
\definecolor{lightgray}{HTML}{efefef}
\setmainfont{Times New Roman} % 设置字体
% 设置标题样式
\usepackage{titlesec}
\titleformat{\section}{\fontsize{16pt}{18pt}\bfseries}{\thesection}{1em}{}
\titleformat{\subsection}{\fontsize{12pt}{14pt}\bfseries}{\thesubsection}{1em}{}
\titleformat{\subsubsection}{\fontsize{12pt}{12pt}\bfseries}{\thesubsubsection}{1em}{}
% 设置行间距
\usepackage{setspace}
\setstretch{1.5}
\title{这是标题}
\author{我不是大佬}
\date{\today}
\begin{document}
\maketitle
\newpage
\section{引言}
这是一个latex模板
\section{正文}
下面是一条普通的公式
\begin{equation}
\begin{aligned}
\begin{cases}
& T(x,0)=x^{2}(1-x)^{2},\quad\frac{\partial T(x,0)}{\partial t}=0, \\
& T(0,t)=T(1,t)=0.\\
& x_L = 0 , x_R = 1 , \\
& \xi , u , \gamma \text{is constant}.
\end{cases}
\end{aligned}
\end{equation}
这是一个复杂的公式
\begin{equation}
\begin{aligned}
\begin{cases}
& \frac{ \partial T}{\partial t} = \frac{T(\mathbf{x},t+dt)-T(\mathbf{x},t-dt)}{2dt}, \\
& \frac{\partial T}{\partial x} = \frac{T(\mathbf{x}+d\mathbf{x},t)-T(\mathbf{x}-d\mathbf{x},t)}{2d\mathbf{x}}, \\
& \frac{\partial^2 T}{\partial x^2} = \frac{T(\mathbf{x}+d\mathbf{x},t)-2T(\mathbf{x},t)+T(\mathbf{x}-d\mathbf{x},t)}{d\mathbf{x}^2},\\
& \frac{\partial^2 T}{\partial t^2} = \frac{T(\mathbf{x},t+dt)-2T(\mathbf{x},t)+T(\mathbf{x},t-dt)}{dt^2}.\\
& \frac{\partial^2 T}{\partial t \partial x} = \frac{T(\mathbf{x}+d\mathbf{x},t+dt)-T(\mathbf{x}+d\mathbf{x},t-dt)-T(\mathbf{x}-d\mathbf{x},t+dt)+T(\mathbf{x}-d\mathbf{x},t-dt)}{4d\mathbf{x}dt}.
\end{cases}
\end{aligned}
\end{equation}
\section{结论}
这是一个表格
\begin{tabular}{|l|l|}
\hline
记号 & 含义 \\
\hline
$L$ & 神经网络的层数 \\
\hline
$M_l$ & 第$l$层神经元的个数 \\
\hline
$f_l(\cdot)$ & 第$l$层神经元的激活函数 \\
\hline
$\boldsymbol{W}^{(l)} \in \mathbb{R}^{M_l\times M_{l - 1}}$ & 第$l - 1$层到第$l$层的权重矩阵 \\
\hline
$\boldsymbol{b}^{(l)} \in \mathbb{R}^{M_l}$ & 第$l - 1$层到第$l$层的偏置 \\
\hline
$\boldsymbol{z}^{(l)} \in \mathbb{R}^{M_l}$ & 第$l$层神经元的净输入(净活性值) \\
\hline
$\boldsymbol{a}^{(l)} \in \mathbb{R}^{M_l}$ & 第$l$层神经元的输出(活性值) \\
\hline
\end{tabular}
通过下面的命令进行编译
xelatex main.tex
\end{document}
编译成pdf的命令如下
xelatex main.tex