Markdown 中的数学公式
解释文字用 Markdown,数学记号用 LaTeX。本篇逐字符解释分隔符、反斜杠、花括号、运算符与换行标记,让第一次写公式的人也能照着完成。
两种分隔符:行内公式和独立公式
Markdown 本身不定义数学公式;支持数学的渲染器会把分隔符之间的内容交给 LaTeX 数学引擎。分隔符不是公式本身,而是告诉渲染器“从这里开始”和“到这里结束”。最常见的是美元符号。
| 字符 | 每个字符的作用 | 写法 | 何时使用 |
|---|---|---|---|
$ 公式 $ | 第一个美元符号打开行内数学,第二个关闭;它们要紧贴公式,内侧不要留空格。 | $a^2 + b^2 = c^2$ | 一句话中的变量、符号或短关系。 |
$$ 公式 $$ | 两个美元符号打开和关闭独立公式;开始和结束符各自独占一行。 | $$ ... $$ | 需要单独阅读、推导或引用的公式。 |
\( 公式 \) | 部分工具用反斜杠加圆括号表示行内公式,不是所有工具默认支持。 | \(x^2\) | 仅在最终工具明确说明支持时使用。 |
\[ 公式 \] | 部分工具用反斜杠加方括号表示独立公式。 | \[E=mc^2\] | 仅在最终工具明确说明支持时使用。 |
初学者常见错误是货币金额与公式混在一起。普通文字里要显示美元,应写成 \$5。不要写 $ x $ 这样在分隔符内侧留空格的形式;有的工具能显示,有的不能。公式较长时,请改用独立公式块。
行内公式样例
一元二次方程的求根公式为 $x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$。
正在准备渲染效果…
行内公式应尽量短,读者读完公式后仍能自然接上句子。\frac 的反斜杠表示“这是命令”,后面紧跟两个花括号组:第一个是分子,第二个是分母。
独立公式样例
$$
E = mc^2
$$
正在准备渲染效果…
独立公式前后留出空行;源码更容易阅读,也能避开部分渲染器要求分隔符独占一行的兼容性问题。逐字符读 E = mc^2:= 是等号,普通字母是变量,^ 把紧随其后的内容变成上标。
常用 LaTeX 基础语法
LaTeX 由普通字符、命令和分组组成。反斜杠 \ 开始一个命名命令;花括号 { } 把多个字符视为一个参数;脱字符 ^ 做上标;下划线 _ 做下标。
| 字符或命令 | 准确规则 | 写法 | 含义 |
|---|---|---|---|
^ | 只把紧随其后的一个记号放到上方;多个字符必须放进花括号。 | x^2、x^{n+1} | 幂或上限。 |
_ | 只把紧随其后的一个记号放到下方;多个字符必须放进花括号。 | a_n、a_{n+1} | 下标或下限。 |
{ } | 把字符分成一组,花括号本身不显示。 | x^{10} | x 的十次方,而非 x 的一次方后跟 0。 |
\frac{a}{b} | \frac 恰好接收两个花括号组:先上、后下。 | \frac{a+b}{c+d} | 分数。 |
\sqrt{ } | 一个花括号组是根号内内容;可选根指数写在方括号内。 | \sqrt{x}、\sqrt[3]{x} | 平方根或立方根。 |
\alpha | 反斜杠开始命名符号;命令名由字母构成,在空格或标点前结束。 | \alpha + \beta | 希腊字母 α、β。 |
\sin、\log | 标准函数应使用命令,不要把多个斜体字母逐个输入。 | \sin(x) | 带正确间距的函数名。 |
\le、\neq、\to | 关系和箭头也由反斜杠命令提供。 | x \le y | ≤、≠、→ 等。 |
\sum、\int、\lim | 运算符可接 _ 与 ^ 作为上下限。 | \sum_{i=1}^{n} i | 求和、积分、极限。 |
|x| | 简单绝对值可直接写竖线;需要伸缩括号时改用命令。 | |x| | 绝对值。 |
\text{ } | 普通解释文字放进花括号,不要把它作为裸数学字母输入。 | x \text{ 为正} | 可读的说明文字。 |
当等比数列的公比为 $r$ 且 $|r| < 1$ 时:
$$
\sum_{n=0}^{\infty} ar^n = \frac{a}{1-r}
$$
正在准备渲染效果…
当上标或下标多于一个字符时必须用花括号分组。x^10 表示 x 的一次方再跟一个 0;x^{10} 才表示 x 的十次方。函数请写 \sin、\cos、\log、\exp,而不要写裸的 sin,否则渲染器会把它理解成三个相乘的变量。
复杂公式:对齐、分段与矩阵
多行推导可在独立公式里使用 aligned 环境。\begin{aligned} 打开环境,\end{aligned} 关闭环境;& 标记竖直对齐位置;双反斜杠 \\ 结束当前行并开始下一行。每个标记都有语法职责,因此要像编辑代码一样处理。
$$
\begin{aligned}
f(x) &= x^2 + 2x + 1 \\
+ &= (x + 1)^2
\end{aligned}
$$
正在准备渲染效果…
分段函数
$$
f(x) =
\begin{cases}
x^2, & x \ge 0 \\
+-x, & x < 0
\end{cases}
$$
正在准备渲染效果…
cases 中每行有两列,中间用 & 分开:前面是取值,后面是条件;每行用 \\ 结束。\ge、\lt 等命令表达比较关系,不要用堆空格表达条件。
矩阵与向量
$$
A = \begin{bmatrix}
1 & 2 \\
+3 & 4
\end{bmatrix}
\qquad
\vec{v} = \begin{bmatrix} x \\ y \end{bmatrix}
$$
正在准备渲染效果…
矩阵中 & 分列,\\ 分行。bmatrix 生成方括号,pmatrix 生成圆括号,vmatrix 生成竖线。\qquad 只是较宽的视觉空隙,应少用,不能代替数学结构。这类环境依赖精确字符,应该在源码中编辑、先渲染,再一次只修改一小处。
兼容性与最佳实践
1. 先确认目标渲染器的支持方式
美元符号很常见,但并非所有工具都默认支持。GitHub、静态站点生成器、笔记软件和聊天工具的数学扩展各不相同;有的需要额外开启,有的使用 \( ... \) 与 \[ ... \]。请在最终发布工具中预览,而不只是在编辑器中检查。KaTeX 有意支持实用的 LaTeX 子集,因此桌面 TeX 编译器中可用的命令在网页上不一定可用。
2. 把解释写在公式旁边
每个独立公式的前后都应说明它解决什么问题,并定义变量、单位和前提。没有语义上下文的公式,协作者和 AI 都容易误读。
3. 使用语义化 LaTeX,不要用空格硬凑版式
优先使用 \frac、\sum、\text{其中} 和 aligned 等环境,不要手动堆空格对齐。语义结构在不同屏幕尺寸下更稳,也更便于修改。^、_、& 与 \\ 都有明确语法职责,不能当作装饰字符。
4. 尽量别把公式嵌进复杂结构
普通文字中要显示美元符号时写成 \$。公式不要同时嵌套在链接、强调、宽表格或复杂引用里;把它提到独立公式块通常最可靠。预览失败时,按顺序检查:分隔符是否配对、花括号是否配对、反斜杠后的命令是否拼对、每行的换行标记是否正确。
5. 为公式补充可读性
使用描述性句子,在附近定义符号,不要把唯一的解释做成图片。导出文档时检查结果:浏览器中看起来正确的公式,在另一个格式中不一定仍可选中或容易朗读。
先写解释,再写公式
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