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以UnicodeMath在Word插入公式（4）——結(jié)構(gòu)

2021-08-13 15:58 作者:超級悖論 0人讀過 | 我要投稿

本章將講解如何輸入公式的結(jié)構(gòu)。另外要注意小括號等定界符的使用。

分式

在LaTeX中，分式往往是用控制詞\frac{}{}來輸入。第一個花括號里輸入分子，第二個里輸入分母。例如， $\frac{1}{2}$ 為 $%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7D$ ， $1\frac{2}{3}$ 為 $1%5Cfrac%7B2%7D%7B3%7D$ ， $\frac{1}{x+1}$ 為 $%5Cfrac%7B1%7D%7Bx%2B1%7D$ 。

對于UnicodeMath則要簡單不少，只需要/就可以。對于第三個例子這種分子分母是組合操作數(shù)的情況，則用小括號包含加以區(qū)分。注意，在這里輸入的小括號只是作為定界符，在公式生成后就會消失。

所以，上面的例子可以用以下方式獲得。

有時候公式空間太狹窄，為了美觀，需要分式使用“橫放”的方式，像 $1%2Fa$ 用代替 $%5Cfrac%20%7B1%7D%7Ba%7D$ 。用UnicodeMath直接輸入/還是會生成豎式分式，要使用\/作為分式符號才會讓公式呈現(xiàn)“橫放”的樣式。

word里的分式部分還提供了小分式這種結(jié)構(gòu)，但是沒有對應(yīng)的控制詞，只能在“公式工具”選項卡里點擊輸入。

除了/之外，UnicodeMath還有豎式分式\ndiv、斜式分式\sdiv和橫式分式\ldiv來適應(yīng)不同的需求。

以官方文檔里的公式為例，則有

另外，還有二項式系數(shù)這樣的分式形式，則用\atop（|）來獲得。

注意：線性格式第3版新增了\choose（?）來獲得二項式系數(shù)，不用額外輸入前后的小括號。但是在word 2019里無效，反而在OneNote（UWP最新版）里有效。

上下標(biāo)

UnicodeMath中的下標(biāo)和上標(biāo)的和LaTeX的方式很相識，都是用_表示下標(biāo)，^表示上標(biāo)。和分式一樣，對于組合操作數(shù)的上下標(biāo)都是用小括號將其分隔。

上標(biāo)和下標(biāo)可以一起使用，也可以嵌套使用。嵌套使用時也要用小括號進行分隔。當(dāng)上標(biāo)和下標(biāo)同時使用時，輸入順序無論誰先誰后都不影響公式的生成。

一階導(dǎo)數(shù)符號 $\prime$ 也是一種上標(biāo)，我們可以用“'”，也可以用\prime輸入。但是二階導(dǎo)數(shù)和三階導(dǎo)數(shù)則要用\pprime和\ppprime輸入。

除了右邊，還有在左邊的上下標(biāo)。使用方法都是_表示下標(biāo)，^表示上標(biāo)。對于只有下標(biāo)或上標(biāo)的形式，例如 $_1%20F_1$ 則要用_1?F_1或(_1^)F_1。不過在word 2019里，只有左邊都有上下標(biāo)的時候有效，建議在OneNote里使用。

另外，有一個問題需要注意一下。我們有時需要輸入一些化學(xué)元素的同位素，例如碳14，即 $%5E%7B14%7D%5Ctext%7BC%7D$ 。在線性格式里，應(yīng)該是^14 "C"或(^14_)"C"（用雙引號表示文本用正體顯示，詳見之后的章節(jié)），結(jié)果往往得到 $%5E%7B14%7D%5Ctext%7B%22%7DC%22$ 。所以，要得到我們想要的結(jié)果，就要先輸入(^14_)或(_^14)，加上空格，就會得到左角標(biāo)和右邊的一個用虛線框表示的占位符，選中占位符，再輸入"C"，再按空格，才能得到我們想要的碳14符號。

對于大型運算符，上下標(biāo)的顯示則有不同。像在行間公式里，對于求和和乘積，上下標(biāo)在符號的正上下方，而對于積分，則在符號的右上下方。我們可以自定義上下標(biāo)的位置，詳見之后的章節(jié)。

根式

平方根、立方根和四次方根可以直接用Unicode的根式字符√（\sqrt，U+221A）、?（\cbrt，U+221B）和?（\qdrt，U+221C）得到，例如

對于其他開方次數(shù)的根式，我們可以使用\sqrt(n&a)得到 $%5Csqrt%5Bn%5D%7Ba%7D$ 。除非是復(fù)合的根式，對于一些較簡單的根式，可以不用加小括號。

在線性格式第3版中，新增了\root這種類似LaTeX的根式輸入方式。

大型運算符

點開“大型運算符”，可以看到求和（\sum）、乘積（\prod）和副積（\amalg）等大型運算符的共同點：不論它們有沒有上下限，在它們的正右邊，都一個參數(shù)——naryand。

而在UnicodeMath中，\naryand（?，U+2592）就是用來輸入naryand。不同于分式，naryand最外邊的小括號不會在公式生成時自動消失，因為小括號的作用是用來分隔組合的naryand。如果我們不想用括號來分隔組合的naryand，可以使用控制詞\begin（〖，U+3016）和\end（〗，U+3017）來作為定界符，這些字符在公式生成時就會消失。

在上一節(jié)里，可以看到我們使用控制詞\root輸入根式時，還要配合\of這個控制詞。而在大型運算符中為了方便輸入，也可以使用\of（?，U+2592）代替\naryand。兩個控制詞是等同的。甚至\naryand也可以配合\root用于輸入根式。

在使用中，可以注意到大型運算符在行內(nèi)公式和行間公式的排版效果是有區(qū)別的。在行間公式里，沒有空間的限制，大型運算符的上下標(biāo)是在符號的正上下方的；而在行內(nèi)公式里，為了避免過于擁擠或產(chǎn)生難看的行距，大型運算符的上下標(biāo)都變成了在右邊的角標(biāo)。

在LaTeX中可以使用控制詞\limits和\nolimits來準(zhǔn)確控制巨算符的上下標(biāo)位置。UnicodeMath也引入這兩個控制詞，不過在使用過程中有一些情況要說明：

只能在行間公式中使用；
Word可能沒有這兩個控制詞，需要的話可以參考本系列的第二篇文章，在“數(shù)學(xué)符號自動更正”選項中加入這兩個控制詞；
OneNote UWP版本可以使用，建議參考OneNote，將\limits替換為1，\nolimits替換為2；
UnicodeMath第3版可以在大型運算符之后輸入相應(yīng)的數(shù)字，讓其上下標(biāo)呈現(xiàn)不同的效果，但是只有1和2有效果，效果分別等同于\limits和\nolimits。

括號

括號（或者說定界符）有個概念，就是開符號和閉符號，也可以說左邊的是開符號，右邊的是閉符號。定界符可以是括號這樣可見的，也可以是只表示邊界但不顯示的，例如\begin和\end（或者\left和\right）。

幾種常見的括號（()、[]和{}）我們可以直接輸入，除了小括號以外的其他括號，我們也可以用控制詞輸入。

上面的例子有幾點要了解：

左矢、右矢的符號，也是尖括號可以用\bra和\ket，也可以用\langle和\rangle輸入；
方括號可以用[]，也可以用\lbrack和\rbrack輸入；
花括號可以用{}，也可以用\lbrace和\rbrack輸入；
絕對值定界符可以用豎線|（Shift+\），也可以用\vert輸入；
在輸入完右括號之后，再按空格，可以讓括號大小隨內(nèi)容調(diào)整；
在左右括號前，用\left和\right，或者\open和\close也可以讓括號的大小隨包含內(nèi)容調(diào)整；
左右的括號可以不同，但是左右要對應(yīng)；

有時候我們需要輸入的括號是如下情況：

兩個單邊的括號，例如[[和]]；
倒置括號，例如][；
只有單邊的括號有顯示，另一邊有邊界但不顯示，例如 $%5Cleft.%5Cfrac%7B%5Cpartial%5C%2C%20f(t)%7D%7B%5Cpartial%5C%2C%20t%7D%5Cright%5Cvert_%7Bt%3D0%7D$ ；

我們不能直接輸入，不然括號的大小自動調(diào)整會失效。這時候我們就要用到上面的\left和\right，即\open和\close控制詞。

有時候要在括號內(nèi)使用分隔符，我們可以使用豎線|，不過為了避免和絕對值混淆，推薦使用\vbar。此外，對于 $%5C%7Bx%20%5C%2C%20%7C%5C%2C%20f(x)%3D0%5C%7D$ 這樣的表達式則要用到\mid。

如果我們對自動調(diào)節(jié)的定界符的大小不滿意的話，我們還可以像LaTeX一樣手動調(diào)節(jié)，只需要├（\left或\open）后面跟著“0”到“4”就可以，其和LaTeX的控制詞的對應(yīng)如下

數(shù)字????含義

0????不變

1????\big

2????\Big

3????\bigg

4????\Bigg

上述公式的輸入文本為\open?4{\open?3{\open?2[\open?1(\open?0(x))]}}?。

事例和堆棧也被歸類到括號這個大類中。

事例其實可以看做是缺少另一邊的括號組，缺少的一邊用對應(yīng)的\open或\close（\left或\right）代替。其中事例組用控制詞\eqarray或\cases引導(dǎo)，使用()將事例組包含起來，用@分段。若要對齊就要使用&。

而堆棧一般用在二項式系數(shù)，在分式一節(jié)已經(jīng)講解過。

函數(shù)

像 $%5Csin$ 這樣的函數(shù)在公式里是以正體的樣式顯示的。使用UnicodeMath輸入函數(shù)，可以直接使用sin，這樣輸入會被自動識別為函數(shù)且以正體顯示。能被這樣對待的函數(shù)可在“公式選項”的可識別的函數(shù)里查看，我們也能在里面添加自定義的函數(shù)。而在支持較新的UnicodeMath的軟件里，例如在OneNote里，可以像LaTeX那用使用\sin的形式。

在輸入函數(shù)名之后，我們可以有兩種操作方式來輸入函數(shù)的參數(shù)。

如果函數(shù)名之后有上下標(biāo)，在輸入上下標(biāo)之后，可以按下空格，就會出現(xiàn)代表函數(shù)參數(shù)的占位符，之后繼續(xù)輸入。

另一種方法也是在函數(shù)之后（如果有上下標(biāo)就在上下標(biāo)之后）輸入控制詞\funcapply。\funcapply和大型運算符的控制詞\naryand類似，都是引導(dǎo)之后的參數(shù)，也都可以使用\of代替。如果函數(shù)的參數(shù)是組合操作數(shù)，則也可以使用\begin和\end分隔參數(shù)。

一些中間有空格的函數(shù)，例如 $\limsup$ 直接使用\limsup即可獲得。

積分和微分

積分運算符其實也是大型運算符，所以也有大型運算符的特性，也有自己不同的特性：

有參數(shù)naryand，也用\naryand或\of引導(dǎo)；
對于參數(shù)naryand，如果參數(shù)復(fù)雜需要定界符，用()則括號在公式生成后不會消失，可用\begin和\end（或者\left和\right）來分隔；
默認情況下，不論是在行內(nèi)還是行間，積分運算符的上下標(biāo)都在積分符號的右角標(biāo)處；
可以使用\limits和\nolimits或者在運算符之后輸入相應(yīng)數(shù)字對上下標(biāo)的位置進行自定義，使用情況參考本文大型運算符一節(jié)；