【数模修炼之旅】11 LaTeX新人教程，30分钟从完全陌生到基本入门

今天不是算法，让我们来看看排版利器，latex吧！

本文仅为简单教程，需要更深入学习可以自行查阅或关注我的后续文章

1.LaTeX软件的安装和使用

方法A（自助）：在MikTeX的官网下载免费的MikTeX编译包（150Mb）并安装。下载WinEdt（9.5Mb）（收费）或TexMaker（32Mb)（免费）等编辑界面软件并安装。 0 X/ @, L8 t8 Z7 o" k5 Y
方法B（打包）：在ctex.org下载ctex套装(203Mb或1.3Gb)（含MikTeX及WinEdt）: K2 n$ C( f' k5 s- g- F
新人不必纠结软件问题，随便什么软件随便什么版本只要下载下来能编译出pdf来就可以，先下载了装上来试试再说。我推荐winedt也是方便我在介绍按钮样子的时候可以统一描述。. p8 `& M6 h8 _' f  \

2.第一个文档 & E( [/ Z& t5 I! o
打开WinEdt，建立一个新文档，将以下内容复制进入文档中，保存，保存类型选择为UTF-8。 ' }% l: M  x5 a! ?; Y8 j4 z: c
0 t' L. {: t& v
\documentclass{article}
\begin{document} 1 B& ]& ?' [" K% V$ j8 X8 V
  hello, world
\end{document}
- V- S- @6 G) n6 `6 s! j7 N( j
然后在WinEdt的工具栏中找到编译按钮（在垃圾桶和字母B中间），在下拉菜单中选择XeLaTeX，并点击编译。如果顺利的话，我们就可以顺利生成出第一个pdf文件，点击工具栏中的放大镜按钮就可以快速打开生成的pdf文件。
& `: y' E. \9 a, h+ f
3.标题、作者和注释
建立一个新文档，将以下内容复制进入文档中，保存，保存类型选择为UTF-8，编译并观察现象。
- ]" o* X# Y* G6 u. X  [+ `/ s
\documentclass{article}
  \author{My Name} . \# t- T) v2 i) T+ ^
  \title{The Title}
\begin{document} 3 t! u4 c, {3 q
  \maketitle " Z5 {8 J, Q1 M$ v: R7 H" B8 s& e
  hello, world % This is comment " K9 \4 X4 J* u. o2 D
\end{document}6 J$ }, ^, \1 f% v, v
%意为本行右边所有内容被注释掉，在生成的pdf中不会显示。0 J: j  L1 t/ N, M/ M! c. O! G# B

4.章节和段落 3 Z1 I  `) |9 q7 I: f0 z9 k2 M* E
建立一个新文档，将以下内容复制进入文档中，保存，保存类型选择为UTF-8，编译并观察现象。
( F& p; M6 t% `. K0 c! Y
\documentclass{article} ( E) I# f, f" ?8 b3 m% s: c4 ?
  \title{Hello World}
\begin{document}
  \maketitle 4 t) E: [" O* p2 M
  \section{Hello China} China is in East Asia. 3 b+ {, {* s; K# ~. B" Z
\subsection{Hello Beijing} Beijing is the capital of China.
   \subsubsection{Hello Dongcheng District}
      \paragraph{Tian'anmen Square}is in the center of Beijing ! _0 G/ w( h+ @! l
      \subparagraph{Chairman Mao} is in the center of Tian'anmen Square
   \subsection{Hello Guangzhou}
      \paragraph{Sun Yat-sen University} is the best university in Guangzhou.
\end{document} 7 [0 f! }" g% e; y  H

退格只是为了看起来层次清晰美观。实际操作上未必要如此，每一行之前的空格不影响编译生成PDF的排版结果。 / F  t$ [9 `! B# L3 Q
& K1 l( r& y( ], d3 l8 o7 ~
5.加入目录
建立一个新文档，将以下内容复制进入文档中，保存，保存类型选择为UTF-8，编译并观察现象。 * @* S9 I5 }, d3 o- O. S& D5 i

\documentclass{article}
\begin{document}
  \tableofcontents
  \section{Hello China} China is in East Asia. 1 M4 l9 @; c) N) ^& {7 d
\subsection{Hello Beijing} Beijing is the capital of China.
   \subsubsection{Hello Dongcheng District} : C$ V& S1 z6 ^* j$ W  v
      \paragraph{Hello Tian'anmen Square}is in the center of Beijing
      \subparagraph{Hello Chairman Mao} is in the center of Tian'anmen Square 6 N" x+ A' e( B. F! x
\end{document}
4 q: P+ u! n; k1 N' \7 k( E. d
6.换行
建立一个新文档，将以下内容复制进入文档中，保存，保存类型选择为UTF-8，编译并观察对比现象。 0 H( N, \' F, b6 P- _. ^

\documentclass{article} / H( u* }7 ]: v3 X, v8 o0 o
\begin{document}
  Beijing is 2 D3 l' ]( c3 }/ F; _5 t
  the capital
  of China. ' l* C) n8 O) r
4 u5 `  [$ Y( ?+ s. v' K+ E
  Washington is

  the capital
5 j; G5 R* `" }6 m
  of America.

  Amsterdam is \\ the capital \\
  of Netherlands.   f2 B: k8 R4 @1 e% ?
\end{document}

空一行为另起一段，\\为段内强制换行。
我对之前手滑写出New York is the capital of America这类低级错误表示非常抱歉。

7.数学公式 0 s: V' s/ I" }  n" Q( N
建立一个新文档，将以下内容复制进入文档中，保存，保存类型选择为UTF-8，编译并观察对比现象。

\documentclass{article}
  \usepackage{amsmath} 2 q  W* @! E& M8 y" ?
  \usepackage{amssymb}
\begin{document} 8 Q8 d- q5 L* w' E4 g
  The Newton's second law is F=ma. " Y( R2 a) [' C4 N( c8 [( l4 J

  The Newton's second law is $F=ma$. : Z1 r1 J4 s, w) q2 V+ u7 \; z
+ M  x  {: h/ u; l* M+ A" w
  The Newton's second law is

F=maF=ma

3 ~6 C1 u7 L/ ]1 s! H
; X- _8 Y( L3 t
The Newton's second law is

F=maF=ma

$ y8 e/ U7 N: E! b6 o3 S4 [
  Greek Letters $\eta$ and $\mu$
8 u, p2 ], r& x" r
  Fraction $\frac{a}{b}$ + U+ K. o9 H3 z, V9 I9 T3 ?. v

  Power $a^b$ & o& w( K; i; s
; q, g+ A+ ]8 ^0 C7 |
  Subscript $a_b$
$ L! p! B8 \7 D0 ^4 Q+ d. T0 x  K! D
  Derivate $\frac{\partial y}{\partial t} $
6 b& X$ k! i' h& J
  Vector $\vec{n}$ 2 f/ [' ?& K- P* V

  Bold $\mathbf{n}$

  To time differential $\dot{F}$ + ^% I& N: m" G% u8 X$ ^
* B7 j# e4 O* ~- B
  Matrix (lcr here means left, center or right for each column)
  \[ ( ~' e5 A* r0 P
\left[ 4 T* y( Q2 c* p  {2 k/ R0 g
   \begin{array}{lcr}
      a1 & b22 & c333 \\ 8 V5 C. ^( M0 K5 `5 X+ u+ g
      d444 & e555555 & f6 * W8 u2 j" T' ?$ f3 \% Q4 J- Z
   \end{array}
\right]
  \] 6 ^7 q9 j" H$ R+ F# i

Equations(here \& is the symbol for aligning different rows)
\begin{align} % {% `; m; `. \" A/ G* ~+ N
  a+b&=c\\ : p7 _; K! L5 U  U& q$ t
  d&=e+f+g
\end{align} 9 A" x- }9 A* C
7 h4 S8 J& b* o  ~* E4 l" |9 h. C" H
\[
  \left\{ % Y* [' @. x7 d" u. [9 b& s
\begin{aligned}
   &a+b=c\\
   &d=e+f+g # F1 e5 }, e( E$ H
\end{aligned} ; o5 C- h# K( L3 c8 W* F
  \right. / j4 U5 w( @' H+ {
\] 4 E7 b; L) i% U
7 t  H" Q, A+ o9 H/ [7 E% Q1 q7 q
\end{document}

具体细节可以自行搜索LaTeX的数学符号表或别人给的例子。8 k+ K0 a* A* f1 y9 _
$...$是开启行内数学模式，用于和文本合在一起使用。7 z: a& ^" x& a( m0 x/ h; I' Q/ ~

......

和

......

是另起一行居中开启数学模式。通常用起来差别不是很大，不过$$会修改默认的公式行间距，有时可能会对文章的整体效果有影响。

PS:有一些网站可以通过画图的方式来生成公式，有的编辑器集成了各种数学功能按钮。这对于公式需求少的人来说很方便，具体信息可以自己去搜索。但是如果你的文章中要出现大段的证明过程，就会发觉还是要老老实实地google一篇latex数学符号表，然后不懂的去查代码，自己用手指敲来得干脆利索。再进阶一点，可以去搜一下有关LaTeX的自定义command的内容去看一下，在敲公式时能省很多力气。

8.插入图片 3 E  H+ g$ A. t& g( k9 J9 M
将待插入的图片姑且先命名为figure1.jpg ) Z1 W' o5 @5 Z+ `( b" u6 w- ^! y
建立一个新文档，将以下内容复制进入文档中，保存，保存类型选择为UTF-8，放在和图片文件同一个文件夹里，编译并观察现象。 3 n% g' \( i* D# i! l% H

\documentclass{article}
  \usepackage{graphicx}
\begin{document}
  \includegraphics[width=4.00in,height=3.00in]{figure1.jpg} " Z- t6 I0 A+ X! c! S
\end{document}# ]2 ]# |; \. ^1 I% d/ \

PS:在老版本的LaTeX中是只支持eps图片格式的，现在的LaTeX对jpg、bmp、png等等常见图片都可以支持。! K0 m: c) Q# K& n4 Q/ _5 ?
$ J; a) _+ {* D% b
9.简单表格
建立一个新文档，将以下内容复制进入文档中，保存，保存类型选择为UTF-8，编译并观察对比现象。 . v3 ~& K. {  [( p% u

\documentclass{article}
\begin{document} 0 S% ?3 K# f4 t: A( X
  \begin{tabular}{|c|c|}
aaa & b \\ ( X3 A% W. p6 c' l6 R& H( n2 E3 g
c & ddddd\\ 9 r( P- Y; I* u' G) M
  \end{tabular}

  \begin{tabular}{|l|r|} ; {( a- c2 X+ K; @8 k
\hline
aaaa & b \\ , f) _/ o2 ~4 M+ O7 J2 H4 }/ L
\hline & \6 G! O) M9 D9 F& h( _2 S
c & ddddd\\
\hline
  \end{tabular} % \+ d  D" A8 U% E
  \begin{center} " T; s$ s9 i8 ]2 C
\begin{tabular}{|c|c|} . t; S$ N1 p/ h& w: Z5 ^$ p
   \hline
   a & b \\ \hline
   c & d\\
   \hline
\end{tabular} $ h7 u+ A- J) G8 I) E
  \end{center}
\end{document}
注意观察有无\hline和有无\begin{center}的区别。注意观察\begin{tabular}后的lcr的区别，分别是left对齐，center对齐和right对齐。 . T4 T; A* S$ E6 G' m

10.结尾 # N; ]  x" U8 G# q- I( z8 }
到目前为止，你已经可以用LaTeX自带的article模板来书写一篇基本的论文框架了。在论文从框架到完整的过程中，必然还存在许多的细节问题，比如字体字号，比如图片拼合，比如复杂的表格等等。 - _4 B6 h6 ~' m
那些问题可以咨询google。通常来说我们作为初学者会提出的问题，早就已经有许多的先辈们在网络上提过同样的问题了，看看别人的回答就可以的。
=============================== ; N9 a. `0 s6 }9 V& K0 y+ P
附录（有些我认为不是新手急需，但的确是比较有用的信息）% D) t& R% I, y- y. m% a

1.中文支持
( q( y% c; r. c7 t1 g8 G7 ]( A% G- E. F
   对于中文方面我知道的很少，也只能最简单地提一下。6 M* V9 j& ]( C: H" a, p
曾经的LaTeX的中文支持是比较麻烦的一件事，但是现在使用MikTeX+WinEdt的中文支持非常容易。6 c- ]+ C. @: m& ?9 F
只需要把开头的\documentclass{atricle}换成\documentclass{ctexart}就可以了。
如果是第一次使用ctexart的话，会自动下载和安装宏包和模板，之后就不会再下载了。 3 Y1 @' k" {# c5 r
例子参考如下：
打开WinEdt，建立一个新文档，将以下内容复制进入文档中，保存，保存类型选择为UTF-8。( E/ T" T0 k- t6 H
\documentclass[UTF8]{ctexart}
\begin{document}
你好，世界 8 G" Y3 X9 ~+ ?
\end{document}3 ]' E! U1 n: G$ W5 V
PS:有部分人会反映说直接copy这些代码生成的中文是乱码，的确这样的问题偶有发生。如果这样的话，不妨在windows左下角的开始菜单的程序列表里找到MikTeX的文件夹，用maintenance里面的package manager搜索和手动安装名为CJK的package，然后再试试能否成功编译出中文。; j6 R- A7 M  Z* ~% ^
7 d. Z8 l. E  H5 k* i: Q+ |& C" [6 P
2.宏包 9 k( b2 `$ e5 T- Y! a* K% \! o
8 M- Y( P; p* v# q8 |
\package{}就是在调用宏包，对计算机实在外行的同学姑且可以理解为工具箱。 & F" v) k; O. \
每一个宏包里都定义了一些专门的命令，通过这些命令可以实现对于一类对象（如数学公式等）的统一排版（如字号字形），或用来实现一些功能（如插入图片或制作复杂表格）。
通常在\documentclass之后，在\begin{document}之前，将文章所需要涉及的宏包都罗列上。 ; q, A+ m$ C: }
对于新人而言比较常用的宏包有
编辑数学公式的宏包：\usepackage{amsmath}和 \usepackage{amssymb}
编辑数学定理和证明过程的宏包：\usepackage{amsthm} / |* |6 M% [% G0 X
插入图片的宏包：\usepackage{graphicx}   B% }1 e3 Y* u, j
复杂表格的宏包：\usepackage{multirow} 1 k, i: G+ J0 A2 z( P2 s& R* _2 j0 Q! l

如果有其他的特殊需求，就通过google去寻找吧。 1 b) M5 t7 k9 B% [  g6 r6 X( y/ b
补充说明一下，ctexart模板里已集成了CJK宏包。

3.模板 $ ?! `0 |7 {& Q8 N
% s7 d6 f) p& ?8 e1 w/ w3 F* @7 O
模板就是在\documentclass{}后面的大括号里的内容。 ) v& T: A' f) F* R( L8 w
在这一份教程中，我们使用的是LaTeX默认自带的模板article，以及中文模板ctexart。 . |. k( y% v0 f2 g( y" j( Z  ?
6 E- A. x: z# |& p- [* m3 ]
4.参考文献和制作幻灯片8 d* K  v# j/ C# w: }! F
& e5 ?8 ]+ P, T) i
做参考文献的时候，文章也已经快写到尾声了。这一部分内容有点复杂，一言难尽。对这个功能有需求的使用者，使用LaTeX也已经相当熟练了，可以去google一下或查阅其他教程。在此我提供两个搜索关键词，参考文献可以搜bibtex，制作幻灯片可以搜beamer。
不过说到有关用LaTeX做幻灯片，我的建议是除非内容涉及到太多太多的数学公式，否则还是用powerpoint吧。选择LaTeX做幻灯片，对比一下其学习和使用成本，和能做出的超出powerpoint的美观程度，性价比不是很高。

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