数式モード

LaTeX の最も大きな特長は,数式をきれいに表現できるという点です.LaTeX では,数式モードと呼ばれる環境が用意されているため,きれいな数式を表示することが可能です.数式モードには2つの種類があります.

  1. テキスト数式モード
  2. ディスプレイ数式モード

段落内に数式を表示するには,テキスト数式モードを使用します.テキスト用数式モードにするためには数式を $ で挟みます.

入力例
$x_1$[]から[]$x_n$[]までの総和を[]$\sum_{i=0}^{n} x_i$[]で表します.

ここで,[]は,半角空白を表します.本文と数式の間にはこのように半角スペース []を入れるのが普通です.

出力例
テキスト数式スタイル

数式モードでは,x のような欧文文字は数式用の書体になります.

数式中では,半角空白は無視されます.数式用空白文字は,段落内で使用できる空白文字に加えて以下の文字を使うことができます.

数式用空白文字

別行立ての数式を表示するには,ディスプレイ数式モードを使用します.

数式番号は必要でない場合は,次のように数式を\[ 数式 \]で囲みます.

入力例
\[
\sum_{i=0}^{n} x_i
\]
出力例
ディスプレイ数式スタイル

数式が複数行の場合,eqnarray*環境を使用します. 「=」で数式をそろえたい場合は,「&」で「=」を挟みます.

入力例
\begin{eqnarray*}
A & = & B \\
  & = & C
\end{eqnarray*}
出力例
eqnarray環境

ディスプレイ用数式モードにおいて文字を入力したい場合は「\mbox」を使用します.

入力例
\[
A = B \quad \mbox{すべての事象に対して}
\]
出力例
mbox

ここで「\quad」は,空白の命令です.

段落内でディスプレイモードを使用したい場合は,「\displaystyle」を使用します.

入力例
$x_1$ から $x_n$ までの総和を 
$\displaystyle{\sum_{i=0}^{n} x_i}$ で表します.
出力例
ディスプレイ数式スタイル

Σが本文で扱うと小さくなりますが、\displaystyleを使用することで,本文でも,ディスプレイ数式モードと同じように出力されます.

\displaystyle以外に次のようなものもあります.

数式番号

別行立ての数式の場合,数式番号を付けることも出来ます.数式を \begin{equation} 数式 \end{equation} で囲みます.

入力例
\begin{equation}
A = B \label{eqn:A=B}
\end{equation}
出力例
equation環境

\label」をつけることで数式番号を参照することが出来ます.この例では数式番号に「eqn:A=B」というラベルを付けています.数式番号を参照する場合は,参照したい箇所に,「\ref」を使用します.

入力例
以上の計算より,(\ref{eqn:A=B}) を得ます.

複数行の場合は,\begin{eqnarray} 数式 \end{eqnarray} で囲みます.一部の行の数式に数式番号を振りたくない場合は \nonumberを使用します.

入力例
\begin{eqnarray}
A & = & B \\
  & = & C \nonumber \\
  & = & D 
\end{eqnarray}
出力例
eqnarray環境

数式番号を (2.1) のように,節番号を付ける場合は,プリアンブルで次のように記述します.

  \def\theequation{\thesection.\arabic{equation}}
  \makeatletter
  \@addtoreset{equation}{section} %セクションが変わるとカウンタがリセットする
  \makeatother

任意の数式番号は,\eqno(右側に数式番号を出力)」,\leqno(左側に数式番号を出力)が利用できるが,これはあまり勧められません.また,\[,\]の代わりに数式を$$で囲まなければなりません.

入力例
$$
A = B \eqno{(A-1)}
$$
出力例
mbox

行列

行列は,array 環境を使用します.引数には,l:左揃え,c:中央揃え,r:右揃えが用意されています.

入力例
\begin{equation}
A=\left( %左側に(括弧を書く
\begin{array}{cccc}
a_{11} & a_{12} & \cdots & a_{1n} \\
a_{21} & a_{22} & \cdots & a_{2n} \\
\vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\
a_{m1} & a_{m2} & \cdots & a_{mn}
\end{array}
\right) % 右側に)括弧を書く
\end{equation}
出力例
行列

場合わけ

array 環境は,場合分けにも応用できます.

入力例
\begin{equation}
A= \left\{ %左側に{括弧を書く
\begin{array}{ll}
B, & \mbox{$x$ が偶数の時} \\
C, & \mbox{$x$ が奇数の時}
\end{array}
\right. % 右側の括弧は省略
\end{equation}
出力例
場合わけ