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KaTeXの数式環境一覧
はじめに
KaTeXでは数式環境を使って行列、表、場合分け、方程式などを表現できます。
この記事では、KaTeXに実装されている全ての数式環境について説明します。
一覧表
| 環境 | 引数 | 結果 |
|---|---|---|
| matrix | 行列 |
|
| matrix* | [lcrから一つ] |
行列 |
| pmatrix | (行列) |
|
| pmatrix* | [lcrから一つ] |
(行列) |
| bmatrix | [行列] |
|
| bmatrix* | [lcrから一つ] |
[行列] |
| vmatrix | |行列| |
|
| vmatrix* | [lcrから一つ] |
|行列| |
| Vmatrix | ‖行列‖ |
|
| Vmatrix* | [lcrから一つ] |
‖行列‖ |
| Bmatrix | {行列} |
|
| Bmatrix* | [lcrから一つ] |
{行列} |
| smallmatrix | 小さな行列 |
|
| array | {lcr|:の重複順列} |
表 |
| darray | {lcr|:の重複順列} |
ディスプレイスタイルの表 |
| subarray | {lcから一つ} |
小さな表 |
| cases | {場合分け |
|
| dcases | {ディスプレイスタイルの場合分け |
|
| rcases | 場合分け} |
|
| drcases | ディスプレイスタイルの場合分け} |
|
| split | 行分割（インライン不可） |
|
| equation | 番号付き方程式（インライン不可） |
|
| equation* | 番号なし方程式（インライン不可） |
|
| align | 番号付き&揃え（スペース付き、インライン不可） |
|
| align* | 番号なし&揃え（スペース付き、インライン不可） |
|
| aligned | 番号なし&揃え（スペース付き） |
|
| alignat | {&の数/2} |
番号付き&揃え（インライン不可） |
| alignat* | {&の数/2} |
番号なし&揃え（インライン不可） |
| alignedat | {&の数/2} |
番号なし&揃え |
| gather | 番号付き中央揃え（インライン不可） |
|
| gather* | 番号なし中央揃え（インライン不可） |
|
| gathered | 番号なし中央揃え |
|
| CD | 可換図式 |
共通事項
環境は\begin{環境名}で始まり\end{環境名}で終わります。
改行には\\、\cr、および\\[distance]を使います。distance は{1em}などのKaTeX単位です。
環境内では平行実線\hlineおよび平行点線\hdashlineが使えます。
\arraystretchは数式環境で通常の行の高さに掛けられる倍率です。\arraystretchの定義が全体に波及することを望まないなら、{}で定義を囲んで閉じ込めます。
{
\def\arraystretch{1.5}
\begin{array}{c:c:c}
a & b & c \\ \hline
d & e & f \\
\hdashline
g & h & i
\end{array}
}
matrix系 - 行列
matrix、patrix、batrix、vatrix、Vatrix、Batrixは行列です。最初の文字に応じて括弧の種類が決まります。
\begin{matrix}
a & b \\
c & d
\end{matrix} \quad
\begin{pmatrix} % 丸括弧
a & b \\
c & d
\end{pmatrix} \quad
\begin{bmatrix} % 角括弧
a & b \\
c & d
\end{bmatrix} \quad
\begin{vmatrix} % 縦棒
a & b \\
c & d
\end{vmatrix} \quad
\begin{Vmatrix} % 二重縦棒
a & b \\
c & d
\end{Vmatrix} \quad
\begin{Bmatrix} % 波括弧
a & b \\
c & d
\end{Bmatrix}
これらの環境名に*を付けると揃え位置を指定できます。[l]は左揃え、[c]は中央揃え、[r]は右揃えです。
\begin{vmatrix*}[l]
a_{11} - \lambda & a_{12} & a_{13} \\
a_{21} & a_{22} - \lambda & a_{23} \\
a_{31} & a_{32} & a_{33} - \lambda
\end{vmatrix*} \quad
\begin{vmatrix*}[c]
a_{11} - \lambda & a_{12} & a_{13} \\
a_{21} & a_{22} - \lambda & a_{23} \\
a_{31} & a_{32} & a_{33} - \lambda
\end{vmatrix*} \quad
\begin{vmatrix*}[r]
a_{11} - \lambda & a_{12} & a_{13} \\
a_{21} & a_{22} - \lambda & a_{23} \\
a_{31} & a_{32} & a_{33} - \lambda
\end{vmatrix*}
smallmatrix は小さな行列です。*付きはありません。
\begin{smallmatrix} a & b \\ c & d \end{smallmatrix}
array系 - 表
array、darrayは数式を表の形に並べます。揃え位置lcrと垂直線位置|:の重複順列を設定できます。
\begin{array}{c|cc}
a & b & c \\
x & x + y & x + y + z
\end{array} \\
\begin{array}{l|cc:r}
\text{左} & \text{中央} & \text{中央} & \text{右} \\ \hline
x & x + y & x + y + z & x + y + z + w \\ \hdashline
x^2 & x^2 + y^2 & x^2 + y^2 + z^2 & x^2 + y^2 + z^2 + w^2
\end{array}
subarrayは小さな表です。揃え位置の{l}または{c}一つだけを指定します。&は使えません。
\sum_{
\begin{subarray}{l}
i \in \Lambda \\
0 < j < m
\end{subarray}
}
cases系 - 場合分け
cases、dcases、rcases、rdcasesは場合分けです。各行の&で区切られた最初の二項は左揃え、それ以降は中央揃えです。
cases、dcasesは左側に波括弧を付けます。casesはテキストスタイル、dcasesはディスプレイスタイルです。
\begin{cases}
na & (r = 1) \\
\frac{a(1 - r^n)}{1 - r} & (r \ne 1)
\end{cases} \quad
\begin{dcases}
na & (r = 1) \\
\frac{a(1 - r^n)}{1 - r} & (r \ne 1)
\end{dcases}
rcases、rdcasesは右側に波括弧を付けます。rcasesはテキストスタイル、rdcasesはディスプレイスタイルです。
\begin{rcases}
na & (r = 1) \\
\frac{a(1 - r^n)}{1 - r} & (r \ne 1)
\end{rcases} \quad
\begin{drcases}
na & (r = 1) \\
\frac{a(1 - r^n)}{1 - r} & (r \ne 1)
\end{drcases}
split - 行分割
split は式を複数の行に分割します。
式を揃える位置として、各行に&を一つだけ置けます。インラインモードでは使えません。
\begin{split}
a &= b + c \\
&= d + e
\end{split}
equation系 - 番号付き方程式
equationは方程式に番号を振ります。インラインモードでは使えません。
\begin{equation}
a^n + b^n = c^n
\end{equation}
これ単体では改行できず、&も使えません。改行にはsplitが必要です。
\begin{equation}
\begin{split}
a &= b + c \\
&= d + e
\end{split}
\end{equation}
equation*は番号を振りません。
\begin{equation*}
a^n + b^n = c^n
\end{equation*}
align系 - 行揃え
align、align*、alignedは複数の行を各行の奇数番目の&で揃え、偶数番目の&でスペースを入れて区切ります。
-
alignは各行に番号を振ります。インラインモードでは使えません。 -
align*は番号を振りません。インラインモードでは使えません。 -
alignedは番号を振りません。インラインモードでも使えます。
\begin{align}
a &= x + 2 & b &= 2x & c &= x^2 \\
a &= y & b &= y - 1 & g &= \frac{y}{3}
\end{align}
\begin{align*}
a &= x + 2 & b &= 2x & c &= x^2 \\
a &= y & b &= y - 1 & g &= \frac{y}{3}
\end{align*}
\begin{aligned}
a &= x + 2 & b &= 2x & c &= x^2 \\
a &= y & b &= y - 1 & g &= \frac{y}{3}
\end{aligned}
番号を振りたくない個別の行には\notagを指定します。
\begin{align}
a = b \\
c = d \notag \\
e = f
\end{align}
alignat系 - 余白のない行揃え
alignat、alignat*、alignedatは{&の数/2}を引数に取り、複数の行を各行の奇数番目の&で揃えます。位置を揃えるのに必要な最低限のスペースを偶数番目の&に挿入します。
-
alignatは各行に番号を振ります。インラインモードでは使えません。 -
alignat*は番号を振りません。インラインモードでは使えません。 -
alignedatは番号を振りません。インラインモードでも使えます。
\begin{alignat}{2}
10&x +& 3&y = 2 \\
3&x +& 13&y = 4
\end{alignat}
\begin{alignat*}{2}
10&x +& 3&y = 2 \\
3&x +& 13&y = 4
\end{alignat*}
\begin{alignedat}{2}
10&x +& 3&y = 2 \\
3&x +& 13&y = 4
\end{alignedat}
&の存在によって記号周りの空白が想定通りに入らない場合、空の{}を挟んで調整するテクニックがあります。
\begin{alignat}{2}
10&x +{}& 3&y = 2 \\
3&x +{}& 13&y = 4
\end{alignat}
gather系 - 中央揃え
gather、gather*、gatheredは複数の行を中央揃えします。&は空白を挿入する位置です。
-
gatherは各行に番号を振ります。インラインモードでは使えません。 -
gather*は番号を振りません。インラインモードでは使えません。 -
gatheredは式中で使えます。インラインモードでも使えます。
\begin{gather}
a & b & c & d & e \\
a = x + 2 & b = 2x & c = x^2 & d = 2x^2 + 2 \\
a = y & b = y - 1 & g = \frac{y}{3}
\end{gather}
\begin{gather*}
a & b & c & d & e \\
a = x + 2 & b = 2x & c = x^2 & d = 2x^2 + 2 \\
a = y & b = y - 1 & g = \frac{y}{3}
\end{gather*}
\begin{gathered}
a & b & c & d & e \\
a = x + 2 & b = 2x & c = x^2 & d = 2x^2 + 2 \\
a = y & b = y - 1 & g = \frac{y}{3}
\end{gathered}
CD - 可換図式
CDは可換図式です。
@<<<、@>>>は左右の矢印で、@<上ラベル<下ラベル<や@>上ラベル>下ラベル>とすると矢印の上下にラベルを付けます。
@AAA、@VVVは上下の矢印で、@A左ラベルA右ラベルAや@V左ラベルV右ラベルVとすると矢印の左右にラベルを付けます。
斜めの矢印はありません。
@|は縦長イコール、@=は横長イコールで、@.は何も表示しません。
\begin{CD}
A @<<< B @>>> C \\
@AAA @| @A\text{left}A\text{right}A \\
C @= D @. E \\
@VVV @. @VV\text{right}V \\
F @<\text{top}<\text{bottom}< G @>>\text{bottom}> H
\end{CD} \\[1em]
\begin{CD}
A @>f>> B @>g>> C @>h>> D @>j>> E \\
@VVlV @VVmV @VVnV @VVpV @VVqV \\
A' @>>r> B' @>>s> C' @>>t> D' @>>u> E'
\end{CD}
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