LaTex，从入门到精通

LaTex源文件结构

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% 导言区   主要用于全局设置

% documentclass命令用于声明文档的类型，这里是article，表示文章类型。
\documentclass{article}    % 还有book , report , article , letter类型

% 使用包，用于扩展功能
\usepackage{ctex}  % 中文支持，否则输入中文会报错

% 设置标题、作者、日期。日期用today表示当前日期
\title{My First Document}
\author{\heiti 是DAT} % \heiti用于设置字体为黑体。
\date{\today}


% 正文区
% 用begin和end来表示一个环境

% 一个latex只能有一个document环境
\begin{document}
    \maketitle % 为了能让标题显示出来，需要在正文区调用maketitle命令。letter类型的文档不需要这个命令。
  
    Hello World!

    % 用$...$来表示数学公式 ，一整段空行表示换行
    Let $f(x)$ be defined by the formula 
    $$f(x)=3x^2+x-1$$   % 用$$...$$来表示行间公式
    which is a polynomial of degree 2.

    中文测试

    \begin{equation} % 用equation环境来产生带编号的行间公式
        \int_0^{+\infty} x^2 dx
    \end{equation}

\end{document}

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Latex的中文显示与字体设置

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\documentclass[10pt]{article} % 字体大小的设置是一个可选参数，这里设置normalsize为10磅。一般只有10pt, 11pt, 12pt三种大小可选。

\usepackage{ctex}

% 不建议直接在文档中直接使用大量命令，而是将命令放在导言区，然后在文档中调用命令。
\newcommand{\myfont}{\textbf{\textsf{Fancy Text}}}

\begin{document}
    % 字体族设置 (罗马字体、无衬线字体、打字机字体)
    % 用命令声明
    \textrm{Roman Family} \textsf{Sans Serif Family} \texttt{Typewriter Family}
  
    % 也可以使用字体声明
    {\rmfamily Roman Family} {\sffamily Sans Serif Family} {\ttfamily Typewriter Family}
    % 使用大括号限定字体声明的作用范围，如果不限定，那么作用范围就是后续的所有内容。

    \rmfamily
    TEST 

    % 当遇到了新的字体声明，之前的字体声明就会失效，然后启用新的字体声明。
    \sffamily
    TEST

    % 字体形状设置 (直立、斜体、伪斜体、小型大写)
    % 用命令声明
    \textup{Upright Shape} \textit{Italic Shape} \textsl{Slanted Shape} \textsc{Small Caps Shape}

    % 也可以使用字体声明
    {\upshape Upright Shape} {\itshape Italic Shape} {\slshape Slanted Shape} {\scshape Small Caps Shape}

    % 中文字体设置（记得使用ctexhongbao宏包）
    \songti 宋体 \heiti 黑体 \fangsong 仿宋 \kaishu 楷书

    中文字体的\textbf{粗体}与\textit{斜体}  % 中文的粗体是用黑体来表示的，斜体是用楷书来表示的。

    % 字体大小
    {\tiny Hello}
  
    {\scriptsize Hello}
  
    {\footnotesize Hello}
  
    {\small Hello}
  
    {\normalsize Hello}
  
    {\large Hello}
  
    {\Large Hello}
  
    {\LARGE Hello}
  
    {\huge Hello}
  
    {\Huge Hello}

    % 中文字号设置
    \zihao{0} 你好

    \zihao{1} 你好

    \myfont
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Latex的基本结构和ctexset设置

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\documentclass{ctexbook} % 使用ctexart文档类型，这样就可以使用中文了，默认section是居中的，subsection是居左的。

\usepackage{ctex}

% 可以用ctexset来设置，不用居中
\ctexset{
    section = {
        format+= \zihao{-4} \heiti \raggedright,  % \zihao{-4}表示小四号字体，\heiti表示黑体，\raggedright表示左对齐
        name = {,、},  % 设置节的编号为、、
        number = \chinese{section},  % 设置节的编号为汉字
        beforeskip = 1.0ex plus 0.2ex minus .2ex,  % 设置节的前间距
        afterskip = 1.0ex plus 0.2ex minus .2ex,  % 设置节的后间距
        aftername = \hspace{0pt}  % 设置节的编号和节名之间的空格
    },
    subsection = {
        format+= \raggedright,
        name = {,、},
        number = \chinese{subsection},
        beforeskip = 1.0ex plus 0.2ex minus .2ex,
        afterskip = 1.0ex plus 0.2ex minus .2ex,
        aftername = \hspace{0pt}
    }
}

\begin{document}
    % tableofcontents命令用于产生目录
    \tableofcontents

    % 也可以用chapter命令来产生带章节的大纲，但是这个命令只能在book和report类型的文档中使用。此时，subsubsection是不起作用的。
    \chapter{绪论}

    \section{引言} % 通过section、subsection、subsubsection来构建提纲
    近年来，随着计算机技术的飞速发展，计算机视觉技术在工业界和学术界都得到了广泛的应用。计算机视觉技术的发展，使得计算机能够像人一
    样“看”到世界，从而使得计算机能够更好地为人类服务。计算机视觉技术的发展，使得计算机能够像人一样“看”到世界，从而使得计算机能够更
    好地为人类服务。计算机视觉技术的发展，使得计算机能够像人一样“看”到世界，从而使得计算机能够更好地为人类服务。计算机视觉技术的发
    展，使得计算机能够像人一样“看”到世界，从而使得计算机能够更好地为人类服务。计算机视觉技术的发展，使得计算机能够像人一样“看”到世
    界，从而使得计算机能够更好地为人类服务。\par 近年来，随着逆向工程和三维重建技术的发展，三维模型的应用越来越广泛。三维模型的应用
    越来越广泛。三维模型的应用越来越广泛。  % 使用\par来产生新的段落
    \\其他内容\\其他
    % 使用\\来表示换行
    % \par 有缩进，\\没有缩进
    \section{实验方法}
    \section{实验结果}
    \subsection{数据}   % 用sub来构建下一级提纲
    \subsection{图表}
    \subsubsection{实验条件} % 用subsub来构建下一级提纲
    \subsubsection{实验过程}
    \section{结论}
    \section{致谢} 



\end{document}

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Latex的特殊字体

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\documentclass{article}

\usepackage{ctex}
\usepackage{xltxtra}

\begin{document}
    \section{空白符号}
    % 可以添加任意多个空格，发现只有一个空格的效果。如中英文混用，会自动在中英文之间添加空格。
    Are you wiser than others? definitely no. in some ways, ma    y it is true. 
    近年来，随着逆向工程和三维重建技术的发展，三维模型的应用越来      越广泛。三维模型的应用
    越来越广泛。三维模型的应用越来越广泛。

    % 1em（当前字体中M的宽度）
    a \quad b

    % 2em
    a \qquad b

    % 约为1/6个em
    a \, b a\thinspace b

    % 约为1/3个em
    a \: b a\medspace b

    % 空格
    a\ b

    % 硬空格
    a~b

    % 1pc=12pt=4.218mm，产生指定宽度的空白
    a\kern 1pc b

    a\hskip 1em b

    a\hskip -1em b % 也可以使用负值

    a\hspace{35pt}b

    % 占位宽度
    a\hphantom{xyz}b

    % 弹性长度
    a\hfill b   % 用于撑满整个行

    \section{\LaTeX 控制符}
    % \用于输出在LaTex中有特殊意义的符号，如$、%、{、}等。
    % 如果要输出\本身，需要用\textbackslash来表示。
    \# \$ \% \{ \} \~{} \_{} \^{} \textbackslash

    \section{排版符号}
    \S \P \P \ddag \copyright \pounds

    \section{\TeX 标志符号}
    \TeX{} \LaTeX{} \LaTeXe{}
    \XeLaTeX{} % XeLaTeX的标志符号需要用到xltxtra宏包。
  
    \section{引号}
    ` ' `` '' ``你好'' % 用两个`来表示左引号，两个'来表示右引号。
    % `是键盘上Tab键上方的符号，'是键盘上Enter键左边的符号。

    \section{连字符}
    - -- --- % -表示一个连字符，--表示数字范围的连字符，---表示破折号。
  
    \section{非英文字符}
    \oe \OE \ae \AE \aa \AA \o \O \l \L \ss \SS !` ?` 
    % 用于产生一些非英文字符。

    \section{重音符号（以o为例）}
    \`o \'o \^o \''o \~o \=o \.o \u{o} \v{o} \H{o} \r{o} \t{o} \b{o} \c{o} \d{o}
  

    \end{document}

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Latex中插入图片

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\documentclass{ctexart}

\usepackage{ctex}
\usepackage{graphicx}   % 用于插入图片
% 语法：\includegraphics[<选项>]{<文件名>}
% 格式：EPS,PDF,PNG,JPEG,BMP
\graphicspath{{figures/} ,{pics/}} % 图片在当前目录下的figures目录下，
           %也可以添加其他目录，如pics目录。如果有多个目录，用逗号隔开。

\begin{document}
    \LaTeX{}中的插图：

    \includegraphics{1} % 大括号里面是文件名，可以加入扩展名。不过图片太大会超出边界。
    \includegraphics{interlude_50.png}
    % 可以加入可选参数，然后指定缩放因子，高度和宽度和旋转角度，也可同时指定多个参数
    \includegraphics[scale=0.22]{interlude_50.png}

    \includegraphics[height=2cm]{interlude_50.png}

    \includegraphics[width=2cm]{interlude_50.png}

    \includegraphics[height=2cm,width=2cm]{interlude_50.png}

    \includegraphics[scale=0.22 ,angle=45]{interlude_50.png}

    % 指定相对高度和宽度
  
    \includegraphics[height=0.5\textheight]{interlude_50.png}

    \includegraphics[width=0.5\textheight]{interlude_50.png}


\end{document}

渲染效果

Latex中插入表格

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\documentclass{ctexart}

\usepackage{ctex}


\begin{document}
    % 使用tabular环境来排版表格

    % 用|符号产生表格竖线，也可以不加。用两个||产生双竖线。
    % 可以用p{宽度}来指定列宽，超过宽度的部分自动换行。
    \begin{tabular}{| l || c | c | c | p{1.5cm} |} % 生成5列的表格，每列左对齐，居中，居中，居中，右对齐。
        % 可以用\hline命令产生表格横线
        \hline
        % 不同列间用&分隔，行末用\\分隔
        姓名 & 语文 & 数学 & 外语 & 备注\\

        % 用两个 \hline 命令产生双横线
        \hline \hline
        张三 & 87 & 100 & 93 & 优秀\\
        \hline
        李四 & 75 & 64 & 52 & 补考另行通知\\
        \hline
        王五 & 80 & 82 & 78 & \\
        \hline
    \end{tabular}
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Latex中的浮动体

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\documentclass{ctexart}

\usepackage{ctex}
\usepackage{graphicx}
\graphicspath{{figures/}}


\begin{document}

    % 浮动体  可以灵活的安排图片和表格的位置
    \LaTeX{}中的插图：
    \begin{figure}[htbp]    % 可选参数指定浮动体排版，htbp表示浮动体可以出现在当前位置(h)、页面顶部(t)、页面底部(b)、单独一页(p)。
        \centering % 让环境中的内容居中
        \includegraphics[scale=0.1]{interlude_46.png}

        \caption{我的老婆们} % 给插图加上标题
    \end{figure}

    \LaTeX{}中的表格。\ref{tab:example}
    % 可以把tabular环境放在table环境中，使得表格可以浮动。
    \begin{table}[htbp] 
        \centering
        \caption{实例表格}\label{tab:example} % 用label浮动体设定标签，用ref引用标签。
        \begin{tabular}{| l || c | c | c | p{1.5cm} |} 
            \hline
            姓名 & 语文 & 数学 & 外语 & 备注\\ 
            \hline \hline
            张三 & 87 & 100 & 93 & 优秀\\
            \hline
            李四 & 75 & 64 & 52 & 补考另行通知\\
            \hline
            王五 & 80 & 82 & 78 & \\
            \hline
        \end{tabular}
    \end{table}

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Latex的数学公式基本使用方法

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\documentclass{ctexart}

\usepackage{ctex}
\usepackage{graphicx}
\graphicspath{{figures/}}
\usepackage{amsmath}



\begin{document}
    \tableofcontents
    \section{行内公式}
    \section{美元符号}
    交换律是 $a+b=b+a$，如$1+2=2+1=3$。
    \subsection{小括号}
    交换律是 \(a+b=b+a\)，如\(1+2=2+1=3\)。
    \subsection{math环境}
    交换律是 \begin{math}a+b=b+a\end{math}，如\begin{math}1+2=2+1=3\end{math}。
    \section{上下标}
    \subsection{上标}
    $3x^2 - x + 2 = 0$。\par % 用 ^ 符号表示上标
    $3x^{20} - x + 2 = 0$。\par % 如果上标超过一位，需要用 {} 括起来。
    $3x^{3x^{20} - x + 2} - x + 2 = 0$  % 甚至可以把公式作为上标。
    \subsection{下标}
    $a_0, a_1, a_2$。\par % 用 _ 符号表示下标
    $a_{100}$。\par % 同样的，如果下标超过一位，需要用 {} 括起来。
    $a_{3x^{20} - x + 2}$。\par
    \section{希腊字母}
    $\alpha$, $\beta$, $\gamma$, $\epsilon$, $\pi$, $\omega$.\par
    $\Gamma$, $\Delta$, $\Theta$, $\Pi$, $\Omega$.\par
    $\alpha^2 + \beta^2 = \gamma^2$.\par % 希腊字母也可以用在通用数学排版中。

    \section{数学函数}
    $\log$, $\sin$, $\cos$, $\arcsin$, $\arccos$, $\ln$.\par
    $\sin^2 x + \cos^2 x = 1$.\par
    $e^{i\pi} + 1 = 0$.\par
    $y=\log_{a} x$.\par
    $y=\ln x$.\par
    $\sqrt[4]{x}$.\par
    $\sqrt{x^2 + y^2 + z^2}$.\par
    $\sqrt{2 + \sqrt{2}}$.\par
  
    \section{分式}
    % 用 \frac{分子}{分母} 来排版分式。也可以直接用 / 符号。
    $1/2$, $\frac{1}{2}$.\par

    \section{行间公式}
    \subsection{美元符号}
    交换律是 $$a+b=b+a$$
    如$$1+2=2+1=3$$。
    \subsection{中括号}
    交换律是 \[a+b=b+a\]
    如\[1+2=2+1=3\]。
    \subsection{displaymath环境}
    交换律是
    \begin{displaymath}
    a+b=b+a
    \end{displaymath}
    如
    \begin{displaymath}
    1+2=2+1=3
    \end{displaymath}。
    \subsection{自动编号的equation环境}
    交换律见式\ref{eq:commutative}，如式\ref{eq:commutative}所示。
    \begin{equation}
        1+2=2+1
    \end{equation}
    \begin{equation}
        a+b=b+a \label{eq:commutative}
    \end{equation}

    \subsection{不自动编号的equation*环境} % 需要amsmath宏包
    交换律见式\ref{eq:commutative2}，如式\ref{eq:commutative2}所示。
    \begin{equation*}
        a+b=b+a \label{eq:commutative2}
    \end{equation*}


\end{document}

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Latex的矩阵表示

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\documentclass{article}

\usepackage{ctex}
\usepackage{amsmath}



\begin{document}
    %矩阵环境中，&用来分隔列，用\\来分隔行。
    %也可以用上下标
    \section{矩阵类型和基本用法}
    \[
    \begin{matrix}  % 需要用到amsmath宏包
        0 & 1 \\
        1 & 0
    \end{matrix}
    \begin{pmatrix}  % 带有小括号的矩阵
        0 & 1 \\
        1 & 0
    \end{pmatrix}   
    \begin{bmatrix} % 带有中括号的矩阵
        0 & 1 \\
        1 & 0
    \end{bmatrix}   
    \begin{Bmatrix} % 带有大括号的矩阵
        0 & 1 \\
        1 & 0
    \end{Bmatrix}
    \begin{vmatrix} % 带有单竖线的矩阵
        0 & 1 \\
        1 & 0
    \end{vmatrix}
    \begin{Vmatrix} % 带有双竖线的矩阵
        0 & 1 \\
        1 & 0
    \end{Vmatrix}
    \]

    $$
    \begin{bmatrix}
        a_{11}^2 & a_{12}^2 \\
        a_{21}^2 & a_{22}^2
    \end{bmatrix}
    $$
    \section{矩阵省略号}
    %矩阵中常用的省略号可以用\dots、\vdots、\ddots来表示
    $$
    A = \begin{bmatrix}
        a_{11} & \dots & a_{1n} \\
        \vdots & \ddots & \vdots \\
        a_{n1} & \dots & a_{nn}
    \end{bmatrix}_{n \times n} % 可以用times来表示乘号
    $$
    %cdots和dots表示水平省略号，vdots表示竖直省略号，ddots表示对角省略号。

    $$
    \begin{pmatrix}
        1 & \frac 12 & \dots & \frac 1n \\
        \hdotsfor{4} \\ % hdotsfor命令用于在矩阵中插入水平省略号，第一个参数表示插入的列数，*表示插入到最后一列。
        m & \frac m2 & \dots & \frac mn
    \end{pmatrix}
    $$

    \section{矩阵的分块}
    %分块矩阵
    $$
    \begin{pmatrix}
    \begin{matrix}
        1 & 0 \\
        0 & 1
    \end{matrix}  &  \text{\Large 0} \\ % \text命令用于在数学环境临时切换到文本环境
    \text{\Large 0} & \begin{matrix}
        1 & 0 \\
        0 & -1
    \end{matrix}
    \end{pmatrix}
    $$

    \section{三角矩阵}
    $$
    \begin{pmatrix}
        a_{11} & a_{12} & \cdots & a_{1n} \\ % cdots表示水平省略号
        & a_{22} & \cdots & a_{2n} \\
        & & \ddots & \vdots \\
        \multicolumn{2}{c}{\raisebox{1ex}[0pt]{\Huge 0}} & & a_{nn}
    \end{pmatrix}
    $$
    % 这里使用了multicolumn命令，用于合并列，第一个参数表示合并的列数，第二个参数表示合并后的格式，这里c代表居中，第三个参数表示合并后的内容。
    % raisebox命令用于提升box，第一个参数表示提升的高度，第二个参数表示提升后的深度（向下），第三个参数表示提升的内容。


    \section{行内小矩阵} % smallmatrix环境
    复数$z=(x,y)$也可用矩阵
    \begin{math}
        \left(
            \begin{smallmatrix}
                x & -y \\
                y & x
            \end{smallmatrix}
        \right)
    \end{math}

    \section{array环境} 
    \[
    \begin{array}{r | r}    % 类似tabular环境。
        \frac 12 & 0 \\
        \hline
        0 & -\frac a{b}c \\
    \end{array}  
    \]

    \section{array环境构造复杂矩阵}
    \[
    % @{<内容>} 用于在列之间插入内容,不占表格列数
    % 此处添加一个负值空白，表示向左-5pt的距离，在两列之间插入一个-5磅的水平空白。用来让右侧括号标识符和大矩阵之间产生一定的距离。
    \begin{array}{c@{\hspace{-5pt}}l}
    % 第1行，第1列。 用来产生矩阵的主要内容
    \left(  % 用left和right来产生大矩阵两边的定界符，\left(表示小括号，\left|表示竖线。
     \begin{array}{ccc | ccc}
        a & \cdots & a & b & \cdots & b \\
        \vdots & \ddots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\
        a & \cdots & a & b & \cdots & b \\
        \hline
        & & & c & \cdots & c \\
        & & & \vdots & \ddots & \vdots \\
        \multicolumn{3}{c|}{\raisebox{2ex}[0pt]{\Large 0}} & c & \cdots & c \\ % 要用|来补齐竖线。
     \end{array}
    \right)
  
    &

    % 第1行，第2列。 用来产生矩阵的右侧的大括号标识符
    \begin{array}{l}
        %\left. 仅表示与\right\}配对，什么都不输出。所以只有right\}才会输出一个大括号。
        \left. \rule{0mm}{7mm} \right\} p \\ % \rule{width}{height}，这里用来控制}的大小。
        \\
        \left. \rule{0mm}{7mm} \right\} q \\
    \end{array}
    \\
    % 第2行，第1列。 用来产生矩阵的下方的大括号标识符
    \begin{array}{cc}
        \underbrace{\rule{17mm}{0mm}}_m & % underbrace命令用来产生下方的大括号标识符。
        \underbrace{\rule{17mm}{0mm}}_n
    \end{array}

    &
    % 第2行，第2列。 
  
    \end{array}
    \]



\end{document}

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Latex的数学公式的多行公式

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% 导言区
\documentclass{article} % ctexart or book or report

\usepackage{ctex} % 中文支持
\usepackage{amsmath} % 数学公式
\usepackage{amssymb} % 数学符号
\usepackage{graphicx} % 图片支持
\graphicspath{{figures/}} % 图片路径，当前目录下的 figures 文件夹


% 正文区（文稿区）
\begin{document}

    \section{gather和gather*环境}
    \begin{gather}   %使用gather环境来排版多行公式。
        a + b = b + a \\    % 不仅实现了换行，还进行了编号。
        ab ba 
    \end{gather}

   % 用gather*环境来排版多行公式，但是不进行编号。
    \begin{gather*}   
        a + b = b + a \\  
        ab ba 
    \end{gather*}

    \begin{gather}   
    a + b = b + a  \notag \\    % 在gather中也可以用notag来取消编号。
    ab ba   \notag
    \end{gather}

    \section{align和align*环境}
    % align环境用于排版多行公式，但是会对齐公式。
    % 使用&来指定对齐位置。一般用于等号对齐。
  
    % 带编号
    \begin{align}   
        x &= t + \cos t + 1 \\
        y &= 2\sin t
    \end{align}

    % 不带编号
    \begin{align*}   
        x &= t + \cos t + 1 \\
        y &= 2\sin t
    \end{align*}

    \section{split环境}
    % split环境，对齐采用align的方式，不过编号在中间。
    \begin{equation}   % 由equation排版的一个公式，所以只有一个编号，在公式垂直方向中间。
        \begin{split}
            \cos 2x &= \cos^2 x - \sin^2 x \\
            &= 2\cos^2 x - 1
        \end{split}
    \end{equation}

    \section{cases环境}
    % cases环境，每行用&将一个公式分成两部分，可以用于分段函数。
    \begin{equation}
        D(x) = \begin{cases}
            1, & \text{如果} x \in \mathbb{Q}; \\
            0, & \text{如果} x \in \mathbb{R} \setminus \mathbb{Q}.
        \end{cases}
    \end{equation}

\end{document}

渲染效果

参考

[1]
latex中文教程-15集从入门到精通包含各种latex操作