文档中数学结构的一些格式规范

我个人在文档格式上有一些强迫症,所以经常会对一些细节斤斤计较。前几天在知乎一篇文章里看到有人提过一本格式手册之类的书Mathematics into Type,这两天我打算边看边整理一下其中的内容,写个类似笔记的文章。

首先各位可以看看知乎上的这篇文章:强迫症玩转LaTeX

形式与内容分离,即一个符号和样式的重要之处在于其表达的逻辑。例如,一个小节(Section)的标题,在Word中你需要通过样式表来设置,在 \(\LaTeX\)中你应该使用 \section来插入,而不是只是将文字设置大一些的字号以及加粗来实现。我见过一个笨蛋,他给文档中的图片添加题注的方式和正常插入正文的方式是一摸一样的:他只是把图片下方位置的所谓「题注」的文字修改格式,然后告诉我这是题注。。(完全无力吐槽)

说到这个,确实不得不提到使用Word容易犯的一个错误,就是会无视公式环境。正确的做法是在行间遇到变量或者数字(具有数理意义)时都应当使用公式环境来输入。打个比方,有这样三种人:

  • 粗鄙之人:变量a的数值是123.456。
  • 稍有常识的人:变量 \(a\)的数值是123.456。
  • 讲究的人:变量 \(a\)的数值是 \(123.456\)。

另外,有些人会注意变量应当以斜体输入,但是没有使用公式环境,这也是不合适的。
为什要说这个呢,因为如果不注意这点,就可能会犯将希腊字母 \(\Sigma\)和求和符号 \(\sum\)混淆的错误。在Word(我使用的是Word 2016)中可使用Alt+=进入公式环境,而且支持使用 \(\LaTeX\)的命令输入公式。展示一下效果,可以看出来两个符号不是一回事儿。

文中效果:


在化学中会遇到输入化学式的问题,我依然推荐使用公式环境输入化学式。以硫酸根离子为例,下图分别为使用正文的上下标标记的化学式和用公式环境输入的化学式。显然后者的表示更舒服。

另外我发现在Word和我的网站上,公式内容和正文之间是没有间距的,这样的话就显得略拥挤。而在 \(\LaTeX\)中正文与数学环境的间距较合适。(Update 2017/8/20:安装了一个自动在中英文之间添加空格的插件,解决了这个问题)


以下为Mathematics into Type的内容笔记
(只记录应特别留意的,至于一些可任意替换的形式就不笔记了)

分式

在行间中应尽可能避免 \(\dfrac{a}{b}\)这样的写法,最好表示成 \(a/b\)或 \(ab^{-1}\)。(这个因人而异,但我个人推荐行间公式中写成后者的形式)
此外,分式出现在上标或下标中也应用斜线分开的方式表示。例如: \(x^{1/2}\)会比 \(x^\frac{1}{2}\)更自然一些。
但是,若分子或分母中含有占有两行或更大高度的部分,就不要用斜线表示。如:
$$\frac{n}{2}\int_a^b x\,\mathrm{d}x$$

上下标

避免出现以下这种标记,阅读起来很困难而且也难以理解。
$$ x^{e^s_n}_{c^n_a} $$

指数函数

首先要留意的是底数 \(\mathrm{e}\)应为正体,而非斜体,因为其并非变量。然后就是在必要的时候将其用 \(\mathrm{exp}\)代替,如下图:

括号

主要要避免的是把Angle brackets「 \(\langle\)」和「 \(\rangle\)」(用于狄拉克符号)与小于号 \(<\)以及大于号 \(>\)相混淆,更不要将其与书名号<>弄混。

 

剩下的部分主要是讲间距的问题
单位宽度用em表示,也称为em quad,近似为大写字母M的宽度。
间隔的宽度有四种:1.Thin space,为1/6 em quad;2.Thick space,宽度为1/3 em quad;3.Em quad,不解释了;4.Two-em quad,em quad的两倍宽度。

无间隔

在两个变量符号以及数字与变量符号之间,在上下标、括号等前后:
$$ab \quad 2xz \quad 2x^2 y_3 z \quad a|x| \quad a^{n-1} \quad \lim_{a\rightarrow 0}$$

Thin space

变量符号与二元关系符之间(无论前后)有一小的间隔,不过一般在输入时不必刻意空格:
$$ a=b \quad a\neq xy \quad a\in M \quad x\subset y \quad 0<y\leqslant x $$

同样地,二元运算符与变量符号之间(无论前后)也存在间隔:
$$ a-b+c \quad A\cup B $$

但是,表示正负的符号只与其前面的符号之间有间隔,而与后面的符号无间隔:
$$ -x(a+b)= -2 \quad y=\pm 3$$

在一系列符号的逗号后面应留空格:
$$ x_1, x_2, \ldots, x_n \quad \frac{x}{a}, \frac{y}{b}, \frac{x}{c}, \ldots \quad (a, b,c) $$

符号与积分号、求和号、连乘号等的前后都有间隔。另外值得一提的是,微分号的前面也存在一个小空格:
$$ a \int x\, \mathrm{d}x \quad \lim_{n\rightarrow\infty}\sum\limits_{i=0}^{n-1} f(\xi_i)\cdot\Delta x_i = \int_a^b f(x)\, \mathrm{d} x $$

函数符号的前后也存在空格:
$$ a\sin x \quad 2\tanh \theta \quad \exp a^n $$

但是若函数符号的后面跟着是括号,则没有间隔:
$$ \exp(ab) \quad \log|a| $$

有一种特殊的前下标,该下标与前面的变量符号之间有空格:

(未完待续)

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