如何在 IPython Notebook 中编写 LaTeX？

IPython 笔记本使用 MathJax 在 html/markdown 中呈现 LaTeX。只需将您的 LaTeX 数学放在 $$ 中即可。

$$c = \sqrt{a^2 + b^2}$$

https://latex.codecogs.com/png.latex?c=%5csqrt%7ba%5e2%2bb%5e2%7d

或者，您可以显示来自 Python 的 LaTeX/Math 输出，如 notebook tour 末尾所示：

from IPython.display import display, Math, Latex
display(Math(r'F(k) = \int_{-\infty}^{\infty} f(x) e^{2\pi i k} dx'))

https://i.stack.imgur.com/nqivH.png

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这出现在我刚刚进行的搜索中，通过更多搜索找到了一个更好的解决方案，IPython 笔记本现在有一个 %%latex 魔法，可以使整个单元格 Latex 没有每行的 $$ 包装器。

请参阅 Rich Display System 的笔记本导览

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乳胶参考：

Udacity 的博客有我见过的Best LaTeX Primer：它清楚地展示了如何以易于阅读和易于记忆的方式使用 LaTeX 命令！ 强烈推荐。

This Link has Excellent Examples 显示代码和渲染结果！
您可以使用此站点通过示例快速学习如何编写 LaTeX。

而且，这里有一个快速的 Reference for LaTeX 命令/符号。

总结：在 Jupyter/IPython 中表示 LaTeX 的各种方法：

Markdown 单元格的示例：

内联，换行：$

The equation used depends on whether the the value of  
$V​max​​$ is R, G, or B.  

阻止，换行：$$

$$H←  ​​​​​0 ​+​ \frac{​​30(G−B)​​}{Vmax−Vmin}  ​​, if V​max​​ = R$$

阻止、换行：\begin{equation} 和 \end{equation}

\begin{equation}
H← ​​​60 ​+​ \frac{​​30(B−R)​​}{Vmax−Vmin}  ​​, if V​max​​ = G
\end{equation}

阻止、换行：\begin{align} 和 \end{align}

\begin{align}
H←120 ​+​ \frac{​​30(R−G)​​}{Vmax−Vmin}  ​​, if V​max​​ = B
\end{align}

代码单元的示例：

LaTex Cell： %%latex 魔法命令将整个单元格 变成 LaTeX Cell

%%latex
\begin{align}
\nabla \cdot \vec{\mathbf{E}} & = 4 \pi \rho \\
\nabla \times \vec{\mathbf{E}}\, +\, \frac1c\, \frac{\partial\vec{\mathbf{B}}}{\partial t} & = \vec{\mathbf{0}} \\
\nabla \cdot \vec{\mathbf{B}} & = 0
\end{align}

传入原始 LaTeX 字符串的数学对象：

from IPython.display import Math
Math(r'F(k) = \int_{-\infty}^{\infty} f(x) e^{2\pi i k} dx')

乳胶类。注意：您必须自己包含分隔符。这允许您使用其他 LaTeX 模式，例如 eqnarray：

from IPython.display import Latex
Latex(r"""\begin{eqnarray}
\nabla \times \vec{\mathbf{B}} -\, \frac1c\, \frac{\partial\vec{\mathbf{E}}}{\partial t} & = \frac{4\pi}{c}\vec{\mathbf{j}} \\
\nabla \cdot \vec{\mathbf{E}} & = 4 \pi \rho \\
\nabla \times \vec{\mathbf{E}}\, +\, \frac1c\, \frac{\partial\vec{\mathbf{B}}}{\partial t} & = \vec{\mathbf{0}} \\
\nabla \cdot \vec{\mathbf{B}} & = 0 
\end{eqnarray}""")

原始细胞的文档：

（对不起，这里没有例子，只有文档）

原始单元 原始单元提供了一个可以直接写入输出的地方。笔记本不评估原始单元格。通过 nbconvert 传递时，原始单元以未修改的目标格式到达。例如，这允许您在原始单元格中键入完整的 LaTeX，该单元格将仅在通过 nbconvert 转换后由 LaTeX 呈现。

附加文件：

对于 Markdown 单元，引用自 Jupyter Notebook docs：

在 Markdown 单元格中，您还可以使用标准 LaTeX 表示法以简单的方式包含数学：$...$ 用于内联数学，$$...$$ 用于显示数学。执行 Markdown 单元格时，LaTeX 部分会自动在 HTML 输出中呈现为具有高质量排版的方程式。这是由 MathJax 实现的，它支持 LaTeX 功能的大部分子集 LaTeX 和 AMS-LaTeX（amsmath 包）定义的标准数学环境也可以工作，例如 \begin{equation}...\end{equation} 和\开始{对齐}...\结束{对齐}。可以使用标准方法定义新的 LaTeX 宏，例如 \newcommand，方法是将它们放在 Markdown 单元格中数学分隔符之间的任何位置。然后，这些定义在 IPython 会话的其余部分都可用。

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如果您希望数学显示在一行中，请使用 $$，例如，

$$a = b + c$$ (line break after the equation)

如果您在数学运算后不需要换行符，请使用单个美元符号 $，例如，

$a = b + c$   (no line break after the equation)

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您可以选择一个要降价的单元格，然后编写由 mathjax 解释的乳胶代码，正如上面一位响应者所说。

或者，iPython notebook 教程的 Latex 部分很好地解释了这一点。

你可以这样做：

from IPython.display import Latex
Latex(r"""\begin{eqnarray}
\nabla \times \vec{\mathbf{B}} -\, \frac1c\, \frac{\partial\vec{\mathbf{E}}}{\partial t} & = \frac{4\pi}{c}\vec{\mathbf{j}} \\
\nabla \cdot \vec{\mathbf{E}} & = 4 \pi \rho \\
\nabla \times \vec{\mathbf{E}}\, +\, \frac1c\, \frac{\partial\vec{\mathbf{B}}}{\partial t} & = \vec{\mathbf{0}} \\
\nabla \cdot \vec{\mathbf{B}} & = 0 
\end{eqnarray}""")

或这样做：

%%latex
\begin{align}
\nabla \times \vec{\mathbf{B}} -\, \frac1c\, \frac{\partial\vec{\mathbf{E}}}{\partial t} & = \frac{4\pi}{c}\vec{\mathbf{j}} \\
\nabla \cdot \vec{\mathbf{E}} & = 4 \pi \rho \\
\nabla \times \vec{\mathbf{E}}\, +\, \frac1c\, \frac{\partial\vec{\mathbf{B}}}{\partial t} & = \vec{\mathbf{0}} \\
\nabla \cdot \vec{\mathbf{B}} & = 0
\end{align}

更多信息可在此link中找到

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我开发了 prettyPy，它提供了一种打印方程式的好方法。不幸的是，它没有性能并且需要测试。

例子：

https://i.stack.imgur.com/7LNrv.png

当然，sympy 是一个很好的选择，虽然 prettyPy 不允许评估表达式，但变量初始化不是必需的。

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因为，即使在使用 %%latex 关键字或 $..$ 限制器之后，我也无法在代码中使用所有的乳胶命令，我安装了 nbextensions，通过它我可以在 Markdown 中使用乳胶命令。按照此处的说明进行操作：https://github.com/ipython-contrib/IPython-notebook-extensions/blob/master/README.md，然后重新启动 Jupyter，然后重新启动 localhost:8888/nbextensions，然后激活“Jupyter 的乳胶环境”，我可以运行许多乳胶命令。示例如下：https://rawgit.com/jfbercher/latex_envs/master/doc/latex_env_doc.html

\section{First section}
\textbf{Hello}
$
\begin{equation} 
c = \sqrt{a^2 + b^2}
\end{equation}
$
\begin{itemize}
\item First item
\item Second item
\end{itemize}
\textbf{World}

如您所见，我仍然无法使用 usepackage。但也许以后会有所改进。

https://i.stack.imgur.com/AFdQ7.png

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我在 this article. 中写了如何在 Jupyter Notebook 中编写 LaTeX

您需要将它们括在美元 ($) 符号中。

要向左对齐，请使用单个美元 ($) 符号。

$P(A)=\frac{n(A)}{n(U)}$

要与中心对齐，请使用双美元 ($$) 符号。

$$P(A)=\frac{n(A)}{n(U)}$$

对 \lim、\sum 和 \int 使用 \limits 来为每个符号的顶部和底部添加限制。

使用反斜杠转义 LaTeX 特殊词，例如数学符号、拉丁词、文本等。

https://i.stack.imgur.com/T6NkD.png

试试这个。

$$\overline{x}=\frac{\sum \limits _{i=1} ^k f_i x_i}{n} \text{, where } n=\sum \limits _{i=1} ^k f_i  $$

矩阵

https://i.stack.imgur.com/UMYVz.png

分段函数

$$
\begin{align}
\text{Probability density function:}\\
\begin{cases}
\frac{1}{b-a}&\text{for $x\in[a,b]$}\\
0&\text{otherwise}\\
\end{cases}
\\
\text{Cumulative distribution function:}\\
\begin{cases}
0&\text{for $x<a$}\\
\frac{x-a}{b-a}&\text{for $x\in[a,b)$}\\
1&\text{for $x\ge b$}\\
\end{cases}
\end{align}
$$

上面的代码将创建它。

https://i.stack.imgur.com/PRwil.png

如果您想知道如何为方程式添加编号和对齐方程式，请阅读this article for details。

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minrk 给出的答案（为了完整性而包含在内）很好，但还有另一种我更喜欢的方式。

您还可以通过将 %%latex 作为文本单元格的第一行来将整个单元格呈现为 LaTeX。这很有用，如果你

想要更多的控制权，

想要的不仅仅是一个数学环境，

或者如果你要在一个单元格中写很多数学。

minrk的回答：

IPython notebook 使用 MathJax 在 html/markdown 中渲染 LaTeX。只需将您的 LaTeX 数学放在 $$ 中即可。 $$c = \sqrt{a^2 + b^2}$$ 或者您可以显示来自 Python 的 LaTeX / Math 输出，如笔记本之旅结束时所见： from IPython.display import display, Math, Latex display(数学(r'F(k) = \int_{-\infty}^{\infty} f(x) e^{2\pi ik} dx'))

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如果您的主要目标是进行数学运算，SymPy 会为看起来很棒的函数式乳胶表达式提供 an excellent approach。

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直接在 Markdown 单元格中使用 LaTeX 语法对我有用。我正在使用 Jypiter 4.4.0。

我坚持认为，我不必使用 %%latex 魔术命令，只需一个降价单元：

\begin{align}
\nabla \times \vec{\mathbf{B}} -\, \frac1c\, \frac{\partial\vec{\mathbf{E}}}{\partial t} & = \frac{4\pi}{c}\vec{\mathbf{j}} \\
\nabla \cdot \vec{\mathbf{E}} & = 4 \pi \rho \\
\nabla \times \vec{\mathbf{E}}\, +\, \frac1c\, \frac{\partial\vec{\mathbf{B}}}{\partial t} & = \vec{\mathbf{0}} \\
\nabla \cdot \vec{\mathbf{B}} & = 0
\end{align}

呈现给：

https://i.stack.imgur.com/QeOTB.png

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有一天我在使用 colab 时遇到了这个问题。我发现最轻松的方法就是在打印之前运行这段代码。那时一切都像魅力一样。

from IPython.display import Math, HTML

def load_mathjax_in_cell_output():
  display(HTML("<script src='https://www.gstatic.com/external_hosted/"
               "mathjax/latest/MathJax.js?config=default'></script>"))
get_ipython().events.register('pre_run_cell', load_mathjax_in_cell_output)
import sympy as sp
sp.init_printing()

结果如下所示：

https://i.stack.imgur.com/Qe3pO.png

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我正在使用 Jupyter 笔记本。我不得不写

%%latex
$sin(x)/x$

获得 LaTex 字体。

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当您想要控制文档序言时的另一种解决方案。编写一个完整的文档，发送到系统latex，将pdf转换为png，使用IPython.display加载和显示。

import tempfile
import os.path
import subprocess
from IPython.display import Image, display

with tempfile.TemporaryDirectory(prefix="texinpy_") as tmpdir:
    path = os.path.join(tmpdir, "document.tex")
    with open(path, 'w') as fp:
        fp.write(r"""
        \documentclass[12pt]{standalone}
        \begin{document}
        \LaTeX{}
        \end{document}
        """)
    subprocess.run(["lualatex", path], cwd=tmpdir)
    subprocess.run(["pdftocairo", "-singlefile", "-transp", "-r", "100", "-png", "document.pdf", "document"], cwd=tmpdir)
    im = Image(filename=os.path.join(tmpdir, "document.png"))
    display(im)

https://i.stack.imgur.com/21BdL.png

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如果要显示笔记本代码单元格中的 LaTeX 方程，可以创建一个使用 Jupyter notebooks rich display 表示的简单包装类。这个类应该有一个输出 LaTeX 字符串的 _repr_latex_ 方法（注意开头和结尾的单下划线，而不是其他特殊方法的双下划线）。例如：

class LaTeXEquation:
    def __init__(self, eqntext):
        self.eqntext = eqntext

    def __repr__(self):
        return repr(self.eqntext)

    def _repr_latex_(self):
        """
        Special method for rich display of LaTeX formula.
        """

        # add $'s at start and end if not present
        if self.eqntext.strip()[0] != "$" and self.eqntext.strip()[-1] != "$":
            return "$" + self.eqntext + "$"
        else:
            return self.eqntext

myeqn = "x = y^2"

然后在代码单元中，如果你这样做，例如，

LaTeXEquation(myeqn)

它将显示格式化的方程式。

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