CSDN-MarkDown编辑器使用手册（4）--- 数学公式_综合

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输入数学公式

输入数学公式
- 数学公式的web解决方案
- MathJax渲染过程简单模拟
  - 1 MathJax最简示例
  - 2 模拟MathJax渲染原理
- CSDN-MarkDown编辑器常用数学公式输入教程
  - 1 公式定界符与关键字
  - 2 上下标
  - 3 括号和分隔符
  - 4 分数
  - 5 开方
  - 6 省略号
  - 7 矢量
  - 8 积分
  - 9 极限
  - 10 累加累乘
  - 11 希腊字母
  - 12 数学符号大汇总
  - 13 需要转义的字符
  - 14 使用指定字体

1 数学公式的web解决方案

在网页上显示漂亮的数学公式，是多年来数学工作者和学者的愿望。最容易实现的方式就是使用离线编辑器如word，Latex等编写完公式，然后截图作为图片在html网页中显示。然而这种方式存在很多缺点：

无法在线修改，离线修改后必须重新截图
放大显示会失真，这是位图的天生缺陷
不同的离线编辑器生成的显示效果不同，很难统一
由于无法直接编辑，所以即使看到了公式，也无法在此基础上进一步修改，不利于交流

当然，位图显示公式也有一个最大的优点，那就是兼容所有浏览器，不需要任何插件就可以浏览。

随着html, css的持续发展，使用纯html+css来显示公式已经非常可行，于是大名鼎鼎的MathJax出现了。它是一个开源的JavaScript库，用来把特定格式的公式描述转换为html+css或者svg代码，从而在浏览器上显示数学公式。

2 MathJax渲染过程简单模拟

2.1 MathJax最简示例

先来看一个带公式的最简网页实例mathjax.html。

<!DOCTYPE html>
<html><head><title>MathJax TeX Test Page</title><script type="text/x-mathjax-config">MathJax.Hub.Config({tex2jax: {inlineMath: [['$','$'], ['\\(','\\)']]}});</script><script type="text/javascript"src="http://cdn.mathjax.org/mathjax/latest/MathJax.js?config=TeX-AMS-MML_HTMLorMML"></script></head><body>When $a \ne 0$, there are two solutions to \(ax^2 + bx + c = 0\) and they are$$x = {-b \pm \sqrt{b^2-4ac} \over 2a}.$$</body></html>
  
  
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在浏览器中打开mathjax.html，会显示如下图：

MathJax显示效果

其对应的html代码如下图：

MathJax对应html

2.2 模拟MathJax渲染原理

从前面的例子可以看出，MathJax中数学公式是用一些特殊字符串表示的，这些字符串被特定的边界 $ $ 和$$ $$包围。然后MathJax引擎会根据边界提取公式表达式，然后把它们替换成用户显示公式的html+css代码。

下面我们来模拟这一过程。用math.js模拟MathJax.js，如下所示：

window.onload = function() {
    var body = document.getElementsByTagName('body')[0];var oldBody = body.innerHTML;var newBody = oldBody.replace(/[^$]\$([^$]+)\$[^$]/g, function(str, r1){
    return MathJax_inline(r1);});newBody = newBody.replace(/\$\$([^$]+)\$\$/g, function(str, r1){
    return MathJax_block(r1);});body.innerHTML  = newBody;
}// 把公式内容描述转换为显示描述
function MathJax_inline(r1) {
    return '<span style="color:red">' + r1 + '</span>';
}function MathJax_block(r1) {
    return '<div style="color:red">' + r1 + '</div>';
}
  
  
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html页面相应修改：

<!DOCTYPE html>
<html><head><title>MathJax TeX Test Page</title><script type="text/javascript" src="math.js"></script></head><body>When $a \ne 0$, there are two solutions to $ax^2 + bx + c = 0$ and they are$$x = {-b \pm \sqrt{b^2-4ac} \over 2a}.$$</body>
</html>
  
  
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来看看效果：
模拟MathJax

虽然没有正确显示出公式，但是已经识别出了公式边界，并把公式部分用红色显示出来。真正的MathJax是把公式表达式替换成显示公式的html代码，而不是简单的设置为红色，但是这其中的处理原理是一致的。

3 CSDN-MarkDown编辑器常用数学公式输入教程

MathJax支持多种公式输入输出规范，输入格式可以是MathML, TeX，ASCIImath中的任何一种，输出格式可以是html+css，或svg，或MathML。下面仅对最常用的Tex输入规范进行说明。

3.1 公式定界符与关键字

CSDN-MarkDown编辑器使用的公式定界符为$和$$，单美元符号包围的是行内公式，双美元符号包围的是块公式。
Tex关键字（字符转义序列）表示特殊显示符号，如\frac表示分数，其后面可以跟随参数，参数多少与关键字有关。

3.2 上下标

^表示上标，_表示下标，如果上（下）标内容多于一个字符就需要使用{}，注意不是( ), 因为( )经常是公式本身组成部分，为避免冲突，所以选用了{ } 将其包起来。

示例： $x^{y^z}=(1+e^x)^{-2xy^w}$

效果：xyz=(1+ex)?2xyw

上面输入的上下标都是在字符的右侧，要想在左侧或者两侧都写上下标，那么需要使用\sideset语法。

示例： $\sideset{^1_2}{^3_4}\bigotimes$

效果：?12?34

3.3 括号和分隔符

( )和[ ]就是自身了，由于{ } 是Tex的元字符，所以表示它自身时需要转义。

示例： $f(x,y) = x^2 + y^2, x\epsilon[0,100]$

效果：f(x,y)=x2+y2,x?[0,100]，y={ 3,4,5}

有时候括号需要大号的，普通括号不好看，此时需要使用\left和\right加大括号的大小。

示例：$(\frac{x}{y})^8$，$\left(\frac{x}{y}\right)^8$

效果：(xy)8

\left和\right必须成对出现，对于不显示的一边可以使用 . 代替。

示例： $\left.\frac{ {\rm d}u}{ {\rm d}x} \right| _{x=0}$

效果：dudx∣∣x=0

3.4 分数

使用\frac{分子}{分母}格式，或者分子\over 分母。

示例： $\frac{1}{2x+1}$ 或者 $1\over{2x+1}$

效果：12x+1

3.5 开方

示例：$\sqrt[9]{3}$ 和 $\sqrt{3}$

效果：3–√9

3.6 省略号

有两种省略号，\ldots 表示语文本底线对其的省略号，\cdots表示与文本中线对其的省略号。

示例： $f(x_1, x_2, \ldots, x_n)=x_1^2 + x_2^2+ \cdots + x_n^2$

效果：f(x1,x2,…,xn)=x21+x22+?+x2n

3.7 矢量

示例： $\vec{a} \cdot \vec{b}=0$

效果: a? ?b? =0

3.8 积分

示例： $\int_0^1x^2{\rm d}x $

效果： ∫10x2dx

3.9 极限

示例： $\lim_{n\rightarrow+\infty}\frac{1}{n(n+1)}$

效果： limn→+∞1n(n+1)

3.10 累加、累乘

示例：$\sum_1^n\frac{1}{x^2}$， $\prod_{i=0}^n\frac{1}{x^2}$

效果：∑n11x2

3.11 希腊字母

希腊字符示例：$$\alpha　A　\beta　B　\gamma　\Gamma　\delta　\Delta　\epsilon　E \varepsilon　　\zeta　Z　\eta　H　\theta　\Theta　\vartheta \iota　I　\kappa　K　\lambda　\Lambda　\mu　M　\nu　N \xi　\Xi　o　O　\pi　\Pi　\varpi　　\rho　P \varrho　　\sigma　\Sigma　\varsigma　　\tau　T　\upsilon　\Upsilon \phi　\Phi　\varphi　　\chi　X　\psi　\Psi　\omega　\Omega$$

效果：

α A β B γ Γ δ Δ ? E ε ζ Z η H θ Θ ? ι I κ K λ Λ μ M ν N ξ Ξ o O π Π ? ρ P ? σ Σ ? τ T υ Υ ? Φ φ χ X ψ Ψ ω Ω

3.12 数学符号大汇总

±：\mid

?：\coprod

集合运算符：
?：\bigsqcup

对数运算符：
log ：\ln

三角运算符：
⊥ ：\csc

微积分运算符：
y′x：\nabla

逻辑运算符：
∵：\not\subset

戴帽符号：
y^ ：\breve{y}

连线符号：
a+b+c+d???????????????????????????：\overbrace{a+\underbrace{b+c}_{1.0}+d}^{2.0}

箭头符号：
↑：\Downarrow