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LaTeX 数学公式速查表

Markdown/MathJax/KaTeX 常用数学公式、符号、结构与排版写法速查。

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行内公式使用 $...$\(...\); 独立公式使用 $$...$$\[...\]

在线预览输入文字/LaTeX,右侧即时渲染当 $a \ne 0$ 时: $$ x=\frac{-b\pm\sqrt{b^2-4ac}}{2a} $$

这是一份偏博客写作场景的 Markdown LaTeX 数学公式速查表,适用于 MathJax/KaTeX/Typora/Obsidian/Jupyter/知乎/CSDN 等常见环境。内容合并了我常用写法、易踩坑规则,以及 科学空间的 MathJax/LaTeX 参考页 中的常见命令分类。

一、公式环境

场景写法说明
行内公式`$x^2+y^2=z^2$`放在正文中,尺寸较紧凑:$x^2+y^2=z^2$
行内公式`\(x^2+y^2=z^2\)`MathJax 推荐写法之一,显示效果同上
独立公式`$$...$$`单独占一行,适合较长公式
独立公式`\[...\]`MathJax 推荐写法之一
多行公式aligned\\ 换行,用 & 对齐
复杂块公式{% math() %}…{% end %}本站专用:绕开 Markdown,直接交给 MathJax
当 $a \ne 0$ 时,方程 $ax^2+bx+c=0$ 的解为

$$
x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2-4ac}}{2a}.
$$

渲染效果:

当 $a \ne 0$ 时,方程 $ax^2+bx+c=0$ 的解为

$$ x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2-4ac}}{2a}. $$

本站写长公式时,推荐用 math shortcode 包住原生 MathJax/TeX 内容,避免 Markdown 先把 _*\{\\ 等符号解析掉:

\begin{aligned}
\pi^*(y|x) &= \frac{1}{Z(x)} \pi_{\text{ref}}(y|x) \\
\mathbb{D}_{KL}(P\|Q) &= \mathbb{E}_{x\sim P}\left[\log\frac{P(x)}{Q(x)}\right]
\end{aligned}

二、上下标与正下方

需求写法效果
上标$x^2$$x^2$
下标$x_i$$x_i$
多字符上标$x^{n+1}$$x^{n+1}$
多字符下标$a_{ij}$$a_{ij}$
上下标同时出现$x_i^2$$x_i^2$
撇号$f^\prime(x), f^{\prime\prime}(x)$$f^\prime(x), f^{\prime\prime}(x)$
行内强制下标在正下方$\max\limits_{\theta} f(\theta)$$\max\limits_{\theta} f(\theta)$
整体正下方标注$\underset{\theta}{\arg\max}\, P(x\mid\theta)$$\underset{\theta}{\arg\max}\, P(x\mid\theta)$
整体正上方标注$\overset{*}{x}$$\overset{*}{x}$

要点:

  • 行内公式里,\sum\max\lim 的上下标通常会挤在右侧;需要正下方时加 \limits
  • 独立公式里,很多大算子默认会把上下标放到正上方/正下方。
  • \arg\max\limits_{\theta}\theta 更靠近 max\underset{\theta}{\arg\max} 会在整个 argmax 下方居中。

三、希腊字母

小写

英文读音写法效果英文读音写法效果
alpha阿尔法$\alpha$$\alpha$beta贝塔$\beta$$\beta$
gamma伽马$\gamma$$\gamma$delta德尔塔$\delta$$\delta$
epsilon艾普西隆$\epsilon$$\epsilon$zeta泽塔$\zeta$$\zeta$
eta伊塔$\eta$$\eta$theta西塔$\theta$$\theta$
iota约塔$\iota$$\iota$kappa卡帕$\kappa$$\kappa$
lambda兰布达$\lambda$$\lambda$mu$\mu$$\mu$
nu$\nu$$\nu$xi克西$\xi$$\xi$
omicron奥密克戎$o$$o$pi$\pi$$\pi$
rho$\rho$$\rho$sigma西格玛$\sigma$$\sigma$
tau$\tau$$\tau$upsilon宇普西隆$\upsilon$$\upsilon$
phi$\phi$$\phi$chi$\chi$$\chi$
psi普西$\psi$$\psi$omega欧米伽$\omega$$\omega$

常见变体:

名称读音写法效果名称读音写法效果
varepsilon艾普西隆变体$\varepsilon$$\varepsilon$vartheta西塔变体$\vartheta$$\vartheta$
varpi派变体$\varpi$$\varpi$varrho柔变体$\varrho$$\varrho$
varsigma西格玛词尾形$\varsigma$$\varsigma$varphi斐变体$\varphi$$\varphi$
digamma双伽马$\digamma$$\digamma$

大写

大写字母读音同对应小写;常用大写命令如下。

名称读音写法效果名称读音写法效果
Gamma伽马$\Gamma$$\Gamma$Delta德尔塔$\Delta$$\Delta$
Theta西塔$\Theta$$\Theta$Lambda兰布达$\Lambda$$\Lambda$
Xi克西$\Xi$$\Xi$Pi$\Pi$$\Pi$
Sigma西格玛$\Sigma$$\Sigma$Upsilon宇普西隆$\Upsilon$$\Upsilon$
Phi$\Phi$$\Phi$Psi普西$\Psi$$\Psi$
Omega欧米伽$\Omega$$\Omega$nabla纳布拉$\nabla$$\nabla$

四、关系运算符

描述写法效果描述写法效果
等于$=$$=$不等于$\ne$$\neq$$\ne$
小于$<$$\lt$$\lt$大于$>$$\gt$$\gt$
小于等于$\le$$\leq$$\leq$大于等于$\ge$$\geq$$\geq$
更美观的小于等于$\leqslant$$\leqslant$更美观的大于等于$\geqslant$$\geqslant$
约等于$\approx$$\approx$渐近相等$\simeq$$\simeq$
同构/全等$\cong$$\cong$恒等/等价$\equiv$$\equiv$
相似/同阶$\sim$$\sim$正比于$\propto$$\propto$
远小于$\ll$$\ll$远大于$\gg$$\gg$
垂直$\perp$$\perp$平行$\parallel$$\parallel$
整除$\mid$$\mid$不整除$\nmid$$\nmid$

否定写法常用 \not

写法效果
$\not\equiv$$\not\equiv$
$\not\sim$$\not\sim$
$\not\subseteq$$\not\subseteq$

五、集合与逻辑

描述写法效果描述写法效果
属于$\in$$\in$不属于$\notin$$\notin$
包含元素$\ni$$\ni$空集$\emptyset$$\emptyset$
子集$\subset$$\subset$真超集$\supset$$\supset$
子集或等于$\subseteq$$\subseteq$超集或等于$\supseteq$$\supseteq$
并集$\cup$$\cup$交集$\cap$$\cap$
大并$\bigcup_i A_i$$\bigcup_i A_i$大交$\bigcap_i A_i$$\bigcap_i A_i$
差集$A\setminus B$$A\setminus B$笛卡尔积$A\times B$$A\times B$
任意$\forall$$\forall$存在$\exists$$\exists$
不存在$\nexists$$\nexists$因此$\therefore$$\therefore$
因为$\because$$\because$蕴含$\Rightarrow$$\Rightarrow$
当且仅当$\Leftrightarrow$$\Leftrightarrow$逻辑非$\neg$$\neg$
逻辑与$\land$$\land$逻辑或$\lor$$\lor$

常用数集:

描述写法效果
自然数$\mathbb{N}$$\mathbb{N}$
整数$\mathbb{Z}$$\mathbb{Z}$
有理数$\mathbb{Q}$$\mathbb{Q}$
实数$\mathbb{R}$$\mathbb{R}$
复数$\mathbb{C}$$\mathbb{C}$

六、二元运算符

描述写法效果描述写法效果
加减$\pm$$\pm$减加$\mp$$\mp$
乘号$\times$$\times$点乘$\cdot$$\cdot$
星号$\ast$$\ast$卷积$\star$$\star$
除号$\div$$\div$分式斜线$a/b$$a/b$
圆加$\oplus$$\oplus$圆乘$\otimes$$\otimes$
圆点$\odot$$\odot$菱形$\diamond$$\diamond$
楔积$\wedge$$\wedge$逻辑或/vee$\vee$$\vee$
$\cap$$\cap$$\cup$$\cup$

七、分式、根号与常用结构

描述写法效果
分式$\frac{a+b}{c+d}$$\frac{a+b}{c+d}$
行内较小分式$\tfrac{a}{b}$$\tfrac{a}{b}$
展示较大分式$\dfrac{a}{b}$$\dfrac{a}{b}$
平方根$\sqrt{x}$$\sqrt{x}$
n 次根$\sqrt[n]{x}$$\sqrt[n]{x}$
上划线$\overline{AB}$$\overline{AB}$
下划线$\underline{AB}$$\underline{AB}$
上花括号$\overbrace{a+\cdots+a}^{n}$$\overbrace{a+\cdots+a}^{n}$
下花括号$\underbrace{x+\cdots+x}_{n}$$\underbrace{x+\cdots+x}_{n}$
上箭头$\overrightarrow{AB}$$\overrightarrow{AB}$
左箭头$\overleftarrow{AB}$$\overleftarrow{AB}$
帽子$\widehat{ABC}$$\widehat{ABC}$
波浪帽$\widetilde{ABC}$$\widetilde{ABC}$

八、括号与分隔符

描述写法效果
小括号$(x)$$(x)$
中括号$[x]$$[x]$
花括号$\{x\}$${x}$
绝对值$\lvert x\rvert$$\lvert x\rvert$
范数$|x|$$\lVert x\rVert$$\lVert x\rVert$
角括号$\langle x,y\rangle$$\langle x,y\rangle$
向上取整$\lceil x\rceil$$\lceil x\rceil$
向下取整$\lfloor x\rfloor$$\lfloor x\rfloor$
自适应大小$\left[ \frac{a}{b} \right]$$\left[ \frac{a}{b} \right]$
只有左分隔符$\left. \frac{dy}{dx} \right\rvert_{x=0}$$\left. \frac{dy}{dx} \right\rvert_{x=0}$
手动放大$\Bigl( \bigl( x \bigr) \Bigr)$$\Bigl( \bigl( x \bigr) \Bigr)$

成对括号常用模板:

\left( ... \right)
\left[ ... \right]
\left\{ ... \right\}
\left| ... \right|
\left\langle ... \right\rangle

九、箭头

描述写法效果描述写法效果
左箭头$\leftarrow$$\leftarrow$右箭头$\rightarrow$$\rightarrow$
赋值箭头$\gets$$\gets$映射到$\mapsto$$\mapsto$
长左箭头$\longleftarrow$$\longleftarrow$长右箭头$\longrightarrow$$\longrightarrow$
双线左箭头$\Leftarrow$$\Leftarrow$双线右箭头$\Rightarrow$$\Rightarrow$
左右箭头$\leftrightarrow$$\leftrightarrow$当且仅当$\Leftrightarrow$$\Leftrightarrow$
长双线箭头$\Longrightarrow$$\Longrightarrow$长当且仅当$\Longleftrightarrow$$\Longleftrightarrow$
上箭头$\uparrow$$\uparrow$下箭头$\downarrow$$\downarrow$
上下箭头$\updownarrow$$\updownarrow$向量箭头$\vec{x}$$\vec{x}$
上方带字$\xrightarrow{n\to\infty}$$\xrightarrow{n\to\infty}$上下带字$\xleftarrow[下方]{上方}$$\xleftarrow[下方]{上方}$

十、标准函数

数学函数应该用直立体命令,不要直接写成斜体字母。例如 \sin xsin x 更规范。

类型命令
三角函数\sin \cos \tan \cot \sec \csc
反三角函数\arcsin \arccos \arctan
双曲函数\sinh \cosh \tanh \coth
对数/指数\log \ln \lg \exp
极值\max \min \sup \inf
极限\lim \limsup \liminf
代数/概率\det \dim \ker \hom \gcd \Pr
角度\deg

常用示例:

需求写法效果
正弦函数$\sin x$$\sin x$
对数$\log_2 n$$\log_2 n$
极限$\lim_{x\to 0}\frac{\sin x}{x}=1$$\lim_{x\to 0}\frac{\sin x}{x}=1$
行内极限正下方$\lim\limits_{x\to 0}\frac{\sin x}{x}=1$$\lim\limits_{x\to 0}\frac{\sin x}{x}=1$
argmax 右下角$\arg\max_{\theta} f(\theta)$$\arg\max_{\theta} f(\theta)$
argmax 居中下方$\underset{\theta}{\arg\max}\, f(\theta)$$\underset{\theta}{\arg\max}\, f(\theta)$

十一、求和、积分与微积分

描述写法效果
求和$\sum_{i=1}^{n} i$$\sum_{i=1}^{n} i$
求积$\prod_{i=1}^{n} x_i$$\prod_{i=1}^{n} x_i$
并和$\coprod_i A_i$$\coprod_i A_i$
一重积分$\int_a^b f(x)\,dx$$\int_a^b f(x)\,dx$
二重积分$\iint_D f(x,y)\,dx\,dy$$\iint_D f(x,y)\,dx\,dy$
三重积分$\iiint_\Omega f\,dV$$\iiint_\Omega f\,dV$
曲线/曲面积分$\oint_C f(z)\,dz$$\oint_C f(z)\,dz$
无穷$\infty$$\infty$
导数$\frac{dy}{dx}$$\frac{dy}{dx}$
偏导$\frac{\partial f}{\partial x}$$\frac{\partial f}{\partial x}$
二阶偏导$\frac{\partial^2 f}{\partial x^2}$$\frac{\partial^2 f}{\partial x^2}$
梯度$\nabla_{\theta}J(\theta)$$\nabla_{\theta}J(\theta)$
拉普拉斯算子$\nabla^2 f$$\nabla^2 f$
微分间距$\int f(x)\,dx$$\int f(x)\,dx$

十二、向量、矩阵与线性代数

描述写法效果
向量$\vec{x}$$\vec{x}$
粗体向量$\mathbf{x}$$\mathbf{x}$
单位向量$\hat{x}$$\hat{x}$
转置$A^\top$$A^\top$
逆矩阵$A^{-1}$$A^{-1}$
行列式$\det(A)$$\det(A)$
范数$\lVert x\rVert_2$$\lVert x\rVert_2$
内积$\langle x,y\rangle$$\langle x,y\rangle$
点乘$x\cdot y$$x\cdot y$
叉乘$x\times y$$x\times y$
矩阵迹$\operatorname{tr}(A)$$\operatorname{tr}(A)$
$\operatorname{rank}(A)$$\operatorname{rank}(A)$

矩阵模板:

$$
A =
\begin{bmatrix}
1 & 2 \\
3 & 4
\end{bmatrix}
$$

渲染效果:

$$ A = \begin{bmatrix} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{bmatrix} $$

常见矩阵环境:

环境分隔符示例
matrix无括号\begin{matrix} ... \end{matrix}
pmatrix小括号\begin{pmatrix} ... \end{pmatrix}
bmatrix中括号\begin{bmatrix} ... \end{bmatrix}
Bmatrix花括号\begin{Bmatrix} ... \end{Bmatrix}
vmatrix单竖线\begin{vmatrix} ... \end{vmatrix}
Vmatrix双竖线\begin{Vmatrix} ... \end{Vmatrix}

十三、分段函数与方程组

分段函数:

$$
f(x)=
\begin{cases}
x^2, & x \ge 0, \\
-x, & x < 0.
\end{cases}
$$

$$ f(x)= \begin{cases} x^2, & x \ge 0, \\ -x, & x < 0. \end{cases} $$

方程组:

$$
\begin{cases}
x+y=1, \\
2x-y=3.
\end{cases}
$$

$$ \begin{cases} x+y=1, \\ 2x-y=3. \end{cases} $$

十四、多行公式与对齐

在公式中直接回车通常不会换行;使用 aligned,用 \\ 换行,用 & 指定对齐点。

$$
\begin{aligned}
\theta &\leftarrow \theta - \eta \nabla_{\theta}J(\theta) \\
\Delta\theta &\propto F^{-1}g \\
\hat{\theta} &= \underset{\theta}{\arg\max}\,P(x\mid\theta)
\end{aligned}
$$

$$ \begin{aligned} \theta &\leftarrow \theta - \eta \nabla_{\theta}J(\theta) \\ \Delta\theta &\propto F^{-1}g \\ \hat{\theta} &= \underset{\theta}{\arg\max}\,P(x\mid\theta) \end{aligned} $$

多列对齐:

$$
\begin{array}{rcl}
a+b &=& c \\
x-y &=& z
\end{array}
$$

$$ \begin{array}{rcl} a+b &=& c \\ x-y &=& z \end{array} $$

十五、字体与字母样式

描述写法效果
罗马体$\mathrm{d}x$$\mathrm{d}x$
粗体$\mathbf{x}$$\mathbf{x}$
斜体$\mathit{ABC}$$\mathit{ABC}$
无衬线$\mathsf{ABC}$$\mathsf{ABC}$
打字机体$\mathtt{ABC}$$\mathtt{ABC}$
花体$\mathcal{D}$$\mathcal{D}$
黑板粗体$\mathbb{R}$$\mathbb{R}$
Fraktur$\mathfrak{g}$$\mathfrak{g}$
文本$\text{if } x>0$$\text{if } x>0$

常用机器学习记号:

描述写法效果
数据集$\mathcal{D}$$\mathcal{D}$
损失函数$\mathcal{L}(\theta)$$\mathcal{L}(\theta)$
期望$\mathbb{E}_{x\sim p(x)}[f(x)]$$\mathbb{E}_{x\sim p(x)}[f(x)]$
概率$\Pr(X=x)$$\Pr(X=x)$
正态分布$\mathcal{N}(\mu,\sigma^2)$$\mathcal{N}(\mu,\sigma^2)$

十六、重音、修饰与标记

描述写法效果描述写法效果
帽子$\hat{x}$$\hat{x}$宽帽子$\widehat{xyz}$$\widehat{xyz}$
波浪$\tilde{x}$$\tilde{x}$宽波浪$\widetilde{xyz}$$\widetilde{xyz}$
横线$\bar{x}$$\bar{x}$上划线$\overline{x+y}$$\overline{x+y}$
$\dot{x}$$\dot{x}$双点$\ddot{x}$$\ddot{x}$
向量$\vec{x}$$\vec{x}$反向向量$\overleftarrow{AB}$$\overleftarrow{AB}$
上标注$\overset{!}{=}$$\overset{!}{=}$下标注$\underset{x=0}{\lim}$$\underset{x=0}{\lim}$

十七、空格、换行与文本混排

LaTeX 会自动处理大部分数学间距;需要手动调整时用这些命令。

写法效果说明
$a\,b$$a\,b$小空格,常用于 \,dx
$a\:b$$a\:b$中小空格
$a\;b$$a\;b$中空格
$a\quad b$$a\quad b$一个 quad
$a\qquad b$$a\qquad b$两个 quad
$a\!b$$a\!b$负空格
$\text{若 } x>0$$\text{若 } x>0$公式中插入中文/文本

推荐写法:

\int_a^b f(x)\,dx
\mathbb{E}_{x\sim p(x)}\left[ f(x) \right]
f(x)=0,\quad x\ne 0

十八、颜色、取消线与盒子

这些命令在 MathJax 中常见,但不同平台支持程度不完全一致。

描述写法备注
颜色$\color{red}{x+y}$MathJax 常见支持
盒子$\boxed{x=1}$核心命令,较稳
背景色$\bbox[yellow]{x+y}$平台相关
删除线$\cancel{x}$平台相关,可能需要扩展

较稳的渲染示例:

$$ \boxed{x=1} $$

如果某个平台不显示 \cancel\bbox,通常是该平台没有加载对应扩展;写博客时尽量少依赖这些增强命令。

十九、常用模板

梯度下降

\theta \leftarrow \theta - \eta \nabla_{\theta}J(\theta)

$$ \theta \leftarrow \theta - \eta \nabla_{\theta}J(\theta) $$

最大似然估计

\hat{\theta}
= \underset{\theta}{\arg\max}\,P(x\mid\theta)

$$ \hat{\theta} = \underset{\theta}{\arg\max}\,P(x\mid\theta) $$

贝叶斯公式

P(A\mid B)=\frac{P(B\mid A)P(A)}{P(B)}

$$ P(A\mid B)=\frac{P(B\mid A)P(A)}{P(B)} $$

softmax

\operatorname{softmax}(z_i)
= \frac{e^{z_i}}{\sum_{j=1}^{K} e^{z_j}}

$$ \operatorname{softmax}(z_i) = \frac{e^{z_i}}{\sum_{j=1}^{K} e^{z_j}} $$

交叉熵

\mathcal{L}
= -\sum_{i=1}^{n} y_i \log \hat{y}_i

$$ \mathcal{L} = -\sum_{i=1}^{n} y_i \log \hat{y}_i $$

高斯分布

\mathcal{N}(x;\mu,\sigma^2)
= \frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma^2}}
  \exp\left(-\frac{(x-\mu)^2}{2\sigma^2}\right)

$$ \mathcal{N}(x;\mu,\sigma^2) = \frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma^2}} \exp\left(-\frac{(x-\mu)^2}{2\sigma^2}\right) $$

矩阵乘法

C_{ij}=\sum_{k=1}^{n} A_{ik}B_{kj}

$$ C_{ij}=\sum_{k=1}^{n} A_{ik}B_{kj} $$

二十、避坑清单

问题推荐做法
行内公式太高换成独立公式,或使用 \tfrac
下标没有在正下方行内加 \limits,或用 \underset
多字符上下标只显示第一个字符{},例如 x_{n+1}
公式中回车不换行使用 alignedarray,并用 \\
多行公式没有对齐在等号/箭头前加 &
绝对值和范数太矮\left\lvert...\right\rvert\lVert...\rVert
竖线符号语义不清条件概率推荐 \mid,范数推荐 \lVert...\rVert
函数名变成斜体\sin\log\max\operatorname{rank}
中文或普通文字在公式中显示异常\text{...}
Markdown 表格里写公式被竖线拆开避免裸竖线,改用 \mid\lvert\rvert
平台不支持某命令优先使用 MathJax/KaTeX 常见核心命令,少用增强扩展

本站 Markdown + MathJax 特别注意

本站页面的公式流程是:Markdown 先被 Zola 渲染成 HTML,浏览器里 MathJax 再渲染公式。因此某些 TeX 写法本身没错,但可能在 MathJax 看到之前已经被 Markdown 改坏。复杂公式优先用 {% math() %}…{% end %}

容易踩坑的写法稳定写法原因
\bigg\{...\bigg\}\bigg\lbrace...\bigg\rbrace\{ 可能被 Markdown 当作转义处理
\pi^*\pi^{\ast}* 可能触发 Markdown 斜体
P\|QP||QP\Vert Q竖线容易被 Markdown 或表格语法干扰
\|\Delta\theta\|\lVert\Delta\theta\rVert范数语义更清楚,也更稳
行尾 \\行尾 \\\\,或使用 math shortcode 后写正常 \\Markdown 行尾反斜杠可能被当作硬换行
_ 多的长公式math shortcode下标里的 _ 可能和 Markdown 强调语法打架

如果写在 math shortcode 里,上面这些可以按更接近原生 MathJax 的习惯写;如果直接写在普通 Markdown 里,就优先使用右侧稳定写法。

二十一、快速索引

想查关键词
正下方、argmax、max 下标\limits\underset
约等于、正比、不等于\approx\propto\ne
希腊字母 theta、tau、Delta\theta\tau\Delta
梯度、偏导、拉普拉斯\nabla\partial\nabla^2
多行公式、换行、对齐aligned\\&
矩阵、方程组、分段函数bmatrixcasesarray
花体、黑板粗体、实数集\mathcal\mathbb
括号自动变大\left\right
箭头、映射、带字箭头\leftarrow\mapsto\xrightarrow

参考: