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FREE BBS 数学公式规范与不规范写法对比

规范版本:v0.5
更新日期:2026-07-23
文档类型:配套对照文档
适用范围:数学组知识点 Markdown 正文中由 KaTeX 渲染的数学公式

1. 如何使用本规范

本文件与主规范、精简版和 PDF 渲染对照采用相同章节编号与内容归属。第 2 章逐项展示项目约定及正反例;第 3 章只保留没有必要上升为项目约定的常规参考;第 4—6 章用于复核、记录与发布前确认。

  • 数学错误:改变含义、造成歧义或使公式不成立,必须修改。
  • 排版不规范:含义通常可理解,但不符合项目统一的字体、间距、定界符或源码写法,应当修改。
  • 项目风格选择:多种写法均正确,项目指定默认写法以保持一致,不应把其他写法称为数学错误。

课程正文是 Markdown 文件,公式由 KaTeX 渲染;不得假定存在完整 LaTeX 导言区、扩展宏包或自定义命令。

2. 项目约定

2.1 Markdown 与 KaTeX 边界

规范源码 不规范或不推荐源码 区别
\mathbb{R}\mathrm{d}x\lvert x\rvert 未配置的 \R\dd x\abs{x} 每个公式应能独立渲染
$$\begin{aligned}...\end{aligned}$$ 在 Markdown 数学块中嵌套顶层 alignequation KaTeX 页面不提供完整 LaTeX 文档环境
预先导出的 SVG/PNG 把 TikZ 源码交给 KaTeX TikZ 不属于 KaTeX 渲染范围

行内公式使用 $...$,行间公式使用 $$...$$。多行结构在数学块中使用 alignedgatheredcases;不用 eqnarray。最终以生产页面的 KaTeX 结果为准,本地 LaTeX 能编译不等于页面可用。

2.2 微分与积分

规范 不规范或不推荐
$\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}$\(\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}\) $\frac{dy}{dx}$\(\frac{dy}{dx}\)
$\frac{\partial f}{\partial x}$\(\frac{\partial f}{\partial x}\) d 表示偏微分
$\int_a^b f(x)\,\mathrm{d}x$\(\int_a^b f(x)\,\mathrm{d}x\) $\int_a^b f(x)dx$\(\int_a^b f(x)dx\)
$\iint_D f(x,y)\,\mathrm{d}x\,\mathrm{d}y$ 微元前不留小间距或用普通空格

微分算符 d 使用正体 \mathrm{d};偏微分使用 \partial。积分中的被积式与微元之间使用 \,,使被积式与微元形成清楚而克制的视觉分组。

端点代入统一写作:

markdown $$ \int_a^b f(x)\,\mathrm{d}x =\left.F(x)\right\rvert_a^b =F(b)-F(a) $$

不混用 \right|\right\rvert\left[F(x)\right]_a^b。向量、面积和体积微元分别写作 \mathrm{d}\boldsymbol{r}\mathrm{d}S\mathrm{d}V;梯度、散度、旋度及路径积分写作

\[ \nabla f,\qquad \nabla\cdot\boldsymbol{F},\qquad \nabla\times\boldsymbol{F},\qquad \int_\gamma \boldsymbol{F}\cdot\mathrm{d}\boldsymbol{r}. \]

2.3 关系符号与定义符号

规范 不规范或不推荐
$x\le y$$y\ge z$ $x<=y$$y>=z$
$x\ne z$ $x!=z$
$f(x)\coloneqq x^2$ = 表示定义或手工拼接 :=
$f\colon A\to B$ $f:A->B$

项目源码统一使用 \le\ge,不混用其别名 \leq\geq。定义使用 \coloneqq,普通恒等或已知等式使用 =;映射冒号使用 \colon

2.4 括号、绝对值、范数与竖线

普通高度内容使用普通括号;内容明显较高时才使用自动或手动伸缩定界符:

规范 不规范或不推荐
$(x+y)(x-y)$\((x+y)(x-y)\) 对所有短括号机械使用 \left...\right
$\left(\frac{a+b}{c+d}\right)$\(\left(\frac{a+b}{c+d}\right)\) 高分式仍使用过小括号
$\bigl(\sum_{k=1}^n a_k\bigr)^2$ 自动伸缩过大时仍不调整

绝对值、范数与条件竖线必须区分:

含义 规范 不规范或不推荐
绝对值 $\lvert x\rvert$\(\lvert x\rvert\) $|x|$
范数 $\lVert x\rVert$\(\lVert x\rVert\) $\|x\|$ 或两个普通竖线
条件概率 $P(A\mid B)$\(P(A\mid B)\) $P(A|B)$
集合条件 $\{x\in\mathbb{R}\mid x>0\}$ 普通竖线承担条件分隔
整除 $a\mid b$\(a\mid b\) $a|b$

2.5 行内、行间与多行公式

行内短分式可以写 $\frac{a}{b}$,普通比值在无歧义时也可以写 $a/b$;复杂分式移到行间。即使分子、分母均为单字符,也保留花括号,如 \frac{1}{2}。行内不用 \dfrac\displaystyle,行间公式也不重复添加 \displaystyle

极限同样遵循行内默认样式、复杂式改为行间的原则:

规范 不规范或不推荐 区别
当 $x\to0$ 时,$\lim_{x\to0}f(x)=L$。 行内写 $\displaystyle\lim_{x\to0}f(x)=L$ 行内极限条件位于右下侧是正常排版;强制展示样式会撑大中文行距
主要结论或复杂极限改用行间公式 为了让极限条件位于正下方而在行内添加 \displaystyle 是否行间显示取决于公式作用与高度,不取决于是否出现 \lim

例如,条件较长或被取极限的表达式层级较多时写作:

```markdown 由此得到:

$$ \lim_{\substack{x\to0\x>0}} \frac{\sin x}{x}=1 $$ ```

\[ \lim_{\substack{x\to0\\x>0}} \frac{\sin x}{x}=1 \]

这是基于 AMS/TeX 通行排版习惯作出的项目约定,不是“极限必须行间显示”的 ISO 强制条文。

连续推导使用 aligned

markdown $$ \begin{aligned} (x+1)^2 &= x^2+2x+1,\\ &> x^2. \end{aligned} $$

\[ \begin{aligned} (x+1)^2 &= x^2+2x+1,\\ &> x^2. \end{aligned} \]

无对齐关系的多行陈列使用 gathered,分段定义使用 cases。不要在 Markdown 数学块中嵌套顶层 align,也不要为了居中加入无语义空格。

2.6 中文、公式与标点混排

情形 规范 不规范或不推荐
行内公式与中文 函数 $f$ 在区间 $[a,b]$ 上连续。 函数$f$在区间$[a,b]$上连续。
中文标点 当 $x>0$ 时,$f(x)>0$。 $f(x)>0$ 。 或把中文句号放进公式
数学内部标点 $(x,y)$$\{1,2,\dots,n\}$ 使用中文全角数学括号或逗号

行内公式与前后中文词句之间各留一个半角空格;中文标点紧跟公式右侧的 $,标点前不留空格。数学结构内部使用半角标点,中文句法标点放在数学环境外。

行间公式由完整中文和中文冒号引出:

```markdown 由牛顿—莱布尼茨公式:

$$ \int_a^b f(x)\,\mathrm{d}x=F(b)-F(a) $$ ```

项目正文中的行间公式末尾不另加中文或英文句号;多行公式的各行也不放中文句法标点。

2.7 \text{} 的使用边界

规范 不规范或不推荐
在公式外写“当 \(n\to\infty\) 时,\(x_n\to x\) $x_n\to x\quad\text{当 }n\to\infty$
cases 中直接写数学条件 x\ge0x<0 \text{} 承载能自然外移的整句说明
\sin x\operatorname{rank}\boldsymbol{A} \text{sin}(x)\text{rank}(A)
$x_{\max}$ 中文文字下标或长标签塞入公式

KaTeX 支持 \text{},但项目仅允许它承载无法自然外移的简短条件或标签。算符用内置命令或 \operatorname,单位、正体常数和拉丁缩写用 \mathrm;句法标点留在公式外。含中文的 \text{} 必须检查生产页面的字体、基线和行距。

2.8 集合记号

含义 规范 不规范或不推荐
空集 $\varnothing$ 混用 \emptyset
允许相等的包含 $A\subseteq B$$A\supseteq B$ 含义不统一的裸 \subset\supset
严格包含 $A\subsetneq B$$A\supsetneq B$ 不说明是否允许相等
集合差 $A\setminus B$ $A-B$A\backslash B
补集 $A^c$,先说明全集 未定义就使用补集记号
对称差 $A\mathbin{\triangle}B$,首次定义 把普通 \triangle 直接夹在两个集合之间
幂集 $\mathcal{P}(A)$ 与概率测度 P 混淆

指标族使用 \bigcup\bigcap\bigsqcup,不用小运算符直接加指标:

\[ \bigcup_{i=1}^n A_i,qquad \bigcap_{i=1}^n A_i,qquad \bigsqcup_{i=1}^n A_i. \]

2.9 数域、函数空间、概率与相关字体

对象 规范 不规范或不推荐
标准数域 $x\in\mathbb{R}^n$ $R^n$ 表示实空间
连续函数空间 $C([a,b])$$C^k(\Omega)$ \mathscr{C}[a,b]\mathcal{C}([a,b])
Lebesgue 空间 $L^p(\Omega)$ 任意改变字母字体
概率测度 $P(A)$$P(A\mid B)$ 本项目不用 \mathbb{P}
幂集、事件族、期望 $\mathcal{P}(A)$$\mathcal{F}$$\mathbb{E}$ 三者混用
概率空间 $(\Omega,\mathcal{F},P)$ 使用中文全角括号或逗号

标准数域使用 \mathbb{N}\mathbb{Z}\mathbb{Q}\mathbb{R}\mathbb{C}\mathbb{N} 是否包含 0 必须首次说明。

一般变量默认斜体;向量统一使用 \boldsymbol{x},矩阵使用 \boldsymbol{A},线性映射使用斜体 T。不混用 \vec{x}\mathbf{x} 等字体方案。

2.10 希腊字母字形

正文使用 KaTeX 命令,不直接粘贴 Unicode 希腊字母。小写字母统一如下:

名称 项目默认源码 渲染 非默认变体或说明
alpha \alpha \(\alpha\)
beta \beta \(\beta\)
gamma \gamma \(\gamma\)
delta \delta \(\delta\)
epsilon \varepsilon \(\varepsilon\) \epsilon\(\epsilon\)
zeta \zeta \(\zeta\)
eta \eta \(\eta\)
theta \theta \(\theta\) \vartheta\(\vartheta\)
iota \iota \(\iota\)
kappa \kappa \(\kappa\) \varkappa\(\varkappa\)
lambda \lambda \(\lambda\)
mu \mu \(\mu\)
nu \nu \(\nu\)
xi \xi \(\xi\)
omicron \omicron \(\omicron\) 不用普通 o 代替
pi \pi \(\pi\) \varpi\(\varpi\)
rho \rho \(\rho\) \varrho\(\varrho\)
sigma \sigma \(\sigma\) \varsigma\(\varsigma\)
tau \tau \(\tau\)
upsilon \upsilon \(\upsilon\)
phi \varphi \(\varphi\) \phi\(\phi\)
chi \chi \(\chi\)
psi \psi \(\psi\)
omega \omega \(\omega\)

大写字母源码与结果如下;没有独立希腊字形者直接使用同形拉丁大写字母:

名称 源码 结果 名称 源码 结果
Alpha A \(A\) Nu N \(N\)
Beta B \(B\) Xi \Xi \(\Xi\)
Gamma \Gamma \(\Gamma\) Omicron O \(O\)
Delta \Delta \(\Delta\) Pi \Pi \(\Pi\)
Epsilon E \(E\) Rho P \(P\)
Zeta Z \(Z\) Sigma \Sigma \(\Sigma\)
Eta H \(H\) Tau T \(T\)
Theta \Theta \(\Theta\) Upsilon \Upsilon \(\Upsilon\)
Iota I \(I\) Phi \Phi \(\Phi\)
Kappa K \(K\) Chi X \(X\)
Lambda \Lambda \(\Lambda\) Psi \Psi \(\Psi\)
Mu M \(M\) Omega \Omega \(\Omega\)

小写 omicron 使用 KaTeX 提供的 \omicron。大写 Omicron 与拉丁 O 同形,本项目为兼容完整 LaTeX 引擎使用 O;不采用 \Omicron。变体只在确需区分或忠实引用时使用,并须首次说明、全文一致。

2.11 \boxed 的使用

规范 不规范或不推荐
$$\boxed{x=\frac{-b\pm\sqrt{b^2-4ac}}{2a}}$$ 在每一步推导或多个中间结果上重复加框
方框只承载简短数学结论 \boxed{\text{...}} 承载长中文或句末标点
\[ \boxed{x=\frac{-b\pm\sqrt{b^2-4ac}}{2a}} \]

\boxed{...} 是命令,不是环境。它只用于完整推导后的最终答案或核心结论,默认每个例题或独立推导最多一次;不框定义、已知条件或普通中间步骤。方框内部不用 \,\quad 人为增加内边距,过长或多行结论优先拆分,并检查窄屏宽度。

2.12 主公式与附加条件的间距

单个简短定义域、参数范围或成立条件统一使用半角数学逗号和 \qquad

markdown $$ A(x)\coloneqq\int_a^x f(t)\,\mathrm{d}t, \qquad x\in[a,b] $$

\[ A(x)\coloneqq\int_a^x f(t)\,\mathrm{d}t, \qquad x\in[a,b] \]

不用普通空格、~~\quad\quad 或任意 \hspace 模拟间距,公式末尾也不保留逗号或句号。条件较长、数量较多或导致窄屏溢出时,把条件移到公式外。

2.13 允许按语境选择但须保持一致的事项

以下写法不存在唯一通行答案,不应仅凭个人偏好判错:

  • 普通比值使用斜线还是短分式,按可读性选择;
  • 括号使用自动伸缩还是手动尺寸,按内容实际高度选择;
  • 公式是否编号,只在正文需要引用时编号;
  • 领域固定记号是否保留,必须先定义并全文一致。

向量、矩阵字体和集合条件分隔符按项目统一写法执行,不属于可选项。

3. 参考速查

本章只保留没有必要上升为项目约定的常规排版参考;遇到第 2 章所列问题时,以第 2 章的就地对照为准。

3.1 字体与算符

对象 参考写法 避免
一般变量 $x,n,\alpha$ 无理由改为正体
内置函数 $\sin x+\ln x+\det\boldsymbol{A}$ $sin x+ln x+det A$
反三角函数 $\arcsin x,\arccos x,\arctan x$ 有倒数歧义的 $\sin^{-1}x$
非内置算符 $\operatorname{rank}\boldsymbol{A}$$\operatorname{tr}\boldsymbol{A}$ \text{rank}\text{tr}
正体常数 $\mathrm{e}^{\mathrm{i}\pi}+1=0$ 全文中正斜体混用
单位 $5\,\mathrm{m}$ 数值与单位粘连
向量、矩阵、线性映射 $\boldsymbol{x}$$\boldsymbol{A}$$T$ \vec\mathbf 与项目字体混用

3.2 常用对象与运算

对象 参考写法
元素与集合运算 $x\in A$$A\cup B$$A\cap B$$A\setminus B$
区间 $(a,b)$$[a,b]$$(a,b]$$[a,b)$
内积与范数 $\langle\boldsymbol{x},\boldsymbol{y}\rangle$$\lVert\boldsymbol{x}\rVert$
二项式系数 $\binom{n}{k}$
单位矩阵、零向量、零矩阵 $\boldsymbol{I}_n$$\boldsymbol{0}$$\boldsymbol{0}_{m\times n}$
直和、张量积、正交补 $\oplus$$\otimes$$V^\perp$

3.3 上下标、极限与映射

  • 多字符上下标和上标加花括号:x_{n+1}a^{(k)}
  • 高阶导数优先写 f^{(k)}(x);极限条件写完整:\lim_{x\to x_0^+}
  • 求和、乘积指标范围写完整:\sum_{k=1}^{n}\prod_{j=1}^{m}
  • 映射写作 f\colon A\to Bx\mapsto f(x)
  • 转置、伴随、逆和广义逆分别写 \boldsymbol{A}^{\mathsf{T}}\boldsymbol{A}^*\boldsymbol{A}^{-1}\boldsymbol{A}^{\dagger}
  • 普通矩阵用 pmatrix,行列式展开用 vmatrix;行列式函数写 \det\boldsymbol{A}
  • 线性代数算符写作 \ker T\dim V\operatorname{rank}\boldsymbol{A}\operatorname{tr}\boldsymbol{A}\operatorname{span}S\operatorname{im}T
  • 极值点使用 \operatorname*{arg\,max}\operatorname*{arg\,min};Jacobian 写 J_f,Hessian 写 \nabla^2 f

3.4 常见源码问题

不规范或不推荐 参考改写 原因
dx \mathrm{d}x 微分算符应为正体
\int f(x)dx \int f(x)\,\mathrm{d}x 微元字体与间距
sin x \sin x 避免解释成变量连乘
R^n \mathbb{R}^n 明确标准数域
|x|\|x\| 混用 \lvert x\rvert\lVert x\rVert 区分定界符语义
全部使用 \left...\right 按内容实际高度选择 避免定界符过大
行内 \dfrac 短式用 \frac,复杂式移到行间 控制行高
\text{rank} \operatorname{rank} 需要数学算符间距
\sin^{-1}x 表示反正弦 \arcsin x 避免与倒数混淆
\mathscr{C}[a,b] C([a,b]) 统一函数空间写法
\left.F(x)\right|_a^b \left.F(x)\right\rvert_a^b 统一端点代入竖线
\mathbf{r}\vec{x} \boldsymbol{r}\boldsymbol{x} 统一向量字体
f:A->B f\colon A\to B 规范冒号、箭头与间距
未配置的 \R\dd 使用展开写法 保证独立 KaTeX 渲染

4. 复核流程

4.1 第一轮:项目约定

优先检查:

  1. KaTeX 环境、宏与多行结构是否符合第 2.1 节;
  2. 微分、积分、关系符、定界符和竖线是否统一;
  3. 集合、概率、希腊字形及 \text{} 是否符合项目约定;
  4. 中文空格和标点是否正确;
  5. \boxed 是否被滥用,主公式与附加条件是否按 ,\qquad 处理。

4.2 第二轮:数学与可读性

逐式确认数学条件、定义域、上下限、量词、正负号和等价关系准确;再参考第 3 章检查字体、层级、源码可读性和全文一致性。自动搜索只能标记需要人工确认的位置,不能盲目全局替换。

4.3 第三轮:生产页面渲染

至少检查首个公式、最长公式、多行或分段公式、含中文 \text{} 的公式、所有 \boxed、所有“主公式+附加条件”结构以及图表附近公式。重点观察窄屏溢出、基线、行距、括号尺寸、对齐、中文字体和不支持命令。

5. 复核结论模板

```markdown

数学公式复核记录

  • 文件:
  • 知识点名称 / ID:
  • 初审人:
  • 日期:

检查结果

  • [ ] 项目约定检查通过
  • [ ] 数学内容与适用条件准确
  • [ ] 参考速查未发现明显疏漏
  • [ ] 生产页面与窄屏渲染通过

问题清单

  1. 文件位置/公式片段:问题;建议修改为……

结论

  • [ ] 通过
  • [ ] 修改后通过
  • [ ] 需再次复核 ```

6. 正式发布前仍需确认

  1. 生产页面的 KaTeX 版本、完整配置和测试入口;
  2. 是否配置稳定的全局宏;未确认前继续使用展开写法;
  3. alignedgatheredcases\tag{}\boxed\omicron 的生产支持情况;
  4. 含中文 \text{} 的字体、基线和行距表现;
  5. 自然数是否包含 0
  6. 公式末尾标点由 KaTeX 片段还是 Markdown 正文层处理。

附录 A:积分相关命令速查

本附录汇总微积分、向量分析和微分形式中常见的积分源码。积分号后的微元继续遵守第 2.2 节:微分算符使用正体 \mathrm{d},被积式与微元之间使用 \,

A.1 基本积分号与积分区域

含义 推荐源码 渲染
一重积分 \int_a^b f(x)\,\mathrm{d}x \(\int_a^b f(x)\,\mathrm{d}x\)
二重积分 \iint_D f(x,y)\,\mathrm{d}x\,\mathrm{d}y \(\iint_D f(x,y)\,\mathrm{d}x\,\mathrm{d}y\)
三重积分 \iiint_\Omega f\,\mathrm{d}V \(\iiint_\Omega f\,\mathrm{d}V\)
闭合曲线积分 \oint_\gamma \(\oint_\gamma\)
闭合曲面积分 \oiint_\Sigma \(\oiint_\Sigma\)
闭合三重积分 \oiiint_\Omega \(\oiiint_\Omega\)

积分区域统一放在积分号下标中。区间用 [a,b];平面区域通常用 D\Omega\subset\mathbb{R}^2;空间或一般区域用 \Omega;曲线用 \gamma;曲面用 \Sigma;区域边界用 \partial\Omega。字母含义必须在正文首次出现时定义,不因对象是积分区域就自动改用花体。

A.2 曲线积分

类型 推荐写法
标量函数对弧长 \int_\gamma f\,\mathrm{d}s
向量场沿曲线 \int_\gamma \boldsymbol{F}\cdot\mathrm{d}\boldsymbol{r}
坐标形式 \int_\gamma (P\,\mathrm{d}x+Q\,\mathrm{d}y)
闭合曲线 \oint_\gamma (P\,\mathrm{d}x+Q\,\mathrm{d}y)
边界曲线 \oint_{\partial D} (P\,\mathrm{d}x+Q\,\mathrm{d}y)

使用 \oint 只表示路径闭合,不自动表达方向;曲线方向或边界的诱导定向须在正文说明。坐标形式含多个加减项时,整个被积微分式属于同一个积分号,不在每一项前重复积分号。

A.3 曲面积分与体积分

类型 推荐写法
标量曲面积分 \iint_\Sigma f\,\mathrm{d}S
向量场通量 \iint_\Sigma \boldsymbol{F}\cdot\boldsymbol{n}\,\mathrm{d}S
闭合曲面通量 \oiint_{\partial\Omega}\boldsymbol{F}\cdot\boldsymbol{n}\,\mathrm{d}S
体积分 \iiint_\Omega f\,\mathrm{d}V

\boldsymbol{n} 表示已定义方向的单位法向量。\oiint 只用于闭合曲面;普通曲面即使有边界仍使用 \iint\oiiint 虽可渲染,但“闭合三重积分”的语义并非各领域都常用,只有课程已明确定义时才使用。

A.4 外微分与微分形式

外微分仍使用项目统一的正体微分算符:

含义 推荐源码 渲染
外微分 \mathrm{d}\omega \(\mathrm{d}\omega\)
坐标微分 \mathrm{d}x^i \(\mathrm{d}x^i\)
楔积 \alpha\wedge\beta \(\alpha\wedge\beta\)
外微分平方为零 \mathrm{d}^2\omega=0 \(\mathrm{d}^2\omega=0\)
Stokes 形式 \int_{\partial\Omega}\omega=\int_\Omega\mathrm{d}\omega \(\int_{\partial\Omega}\omega=\int_\Omega\mathrm{d}\omega\)

微分形式示例:

latex \omega =P\,\mathrm{d}x+Q\,\mathrm{d}y, \qquad \mathrm{d}\omega =\left( \frac{\partial Q}{\partial x} -\frac{\partial P}{\partial y} \right) \mathrm{d}x\wedge\mathrm{d}y

不要用普通字母 d 与外微分算符混写;\wedge 两侧不手工添加空格。

A.5 KaTeX 兼容边界

  • KaTeX 原生支持 \int\iint\iiint\oint\oiint\oiiint\wedge
  • KaTeX 不支持 \iiiint\idotsint,课程 Markdown 中不得使用。
  • 四维或一般高维积分优先写成 \int_\Omega f(x)\,\mathrm{d}x;如需强调维数,可在定义清楚后写 \mathrm{d}^n x
  • 不用 \int\!\!\int、负间距或重复积分号手工拼接 \iint;也不用未配置的自定义宏代替上述命令。
  • 最终仍须在生产页面核对 KaTeX 版本与实际渲染结果。

参考依据

  • AMS-LaTeX amsmath 用户指南;
  • LaTeX2e 数学公式参考;
  • KaTeX Supported Functions、Options 与 Auto-render 文档;
  • GB/T 15834—2011《标点符号用法》。