【问题标题】:How to write LaTeX in IPython Notebook?如何在 IPython Notebook 中编写 LaTeX?
【发布时间】:2012-10-23 21:11:06
【问题描述】:

如何在 IPython Notebook 中显示 LaTeX 代码?

【问题讨论】:

  • @duffymo 不管你如何看待 LaTeX,这是一个很好的问题。 Take a look 实际上是 IPython 笔记本。如果我告诉你它有点像 'roids 上的 orgmode 可能会有所帮助(但不幸的是没有一个好的编辑器,并且使用 Markdown 而不是 LaTeX,因此是 OP 的问题)。
  • 我不知道,感谢康拉德的指导。
  • 而且,为了清楚起见,我喜欢 LaTeX。 (我用它来排版我的论文。)没有异议;只是没能理解问题。
  • 就像 Jupyter 中的任何东西一样,这取决于您是想在带有固定文本的降价单元格中显示 Latex(Latex 就在 $ 之间)还是使用像 displayprint 这样的指令的代码单元格显示计算文本。这里的答案针对任一单元格,但不能同时针对两个单元格,this one 除外,它应该是选定的答案,但由于使用了各种字体和大小,也更难阅读。

标签: latex jupyter-notebook ipython


【解决方案1】:

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

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)

【讨论】:

    【解决方案2】:

    我在this article.this article.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。

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

    • \limits 用于\lim\sum\int,为每个标志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。

    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

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

    上面的代码会创建这个。

    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

    【讨论】:

      【解决方案3】:

      我开发了prettyPy,它提供了一种打印方程式的好方法。不幸的是,它性能不佳,需要测试。

      例子:

      当然,sympy 是一个很好的选择,虽然 prettyPy 不允许评估表达式,但不需要变量初始化。

      【讨论】:

      • 我的意思是暗示我开发了这个包。我调整了答案以明确说明这一点。
      • 感谢将代码放入公共领域。我将删除我(现在)过时的评论。
      【解决方案4】:

      我正在使用 Jupyter 笔记本。 我不得不写

      %%latex
      $sin(x)/x$
      

      获取 LaTex 字体。

      【讨论】:

      • 这在您处于编码模式时有效。如果您处于 Markdown 模式,那么您可以摆脱 %%latex
      【解决方案5】:

      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。

      我不必使用%%latex 魔法命令,我坚持,只是一个降价单元:

      \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:

      【讨论】:

      • 这确实是最简单、最干净的方法。
      【解决方案6】:

      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:

      【讨论】:

        【解决方案7】:

        LaTeX 参考资料:

        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。

        还有,这是一个快速的Reference for LaTeX 命令/符号。


        总结:在 Jupyter/IPython 中表示 LaTeX 的各种方法:

        Examples 用于 Markdown 单元:

        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}\end{equation}

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

        阻止,换行:\begin{align}\end{align}

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

        Examples 用于代码单元:

        LaTex Cell: %%latex 魔法命令将整个单元格变成一个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}
        

        数学对象传入一个原始 LaTeX 字符串

        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}""")
        

        Docs for 原始细胞:

        (对不起,这里没有例子,只是文档)

        原始单元格 原始单元格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。当通过nbconvert 时,原始单元以未修改的目标格式到达。例如,这允许您将完整的 LaTeX 输入到原始单元格中,只有在 nbconvert 转换后才能由 LaTeX 呈现。

        其他文档:

        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,它支持大部分 LaTeX 功能

        由 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}\begin {对齐}...\end{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,这些定义将在 IPython 会话的其余部分中可用。

        【讨论】:

        • Udacity 页面的链接失效了。
        【解决方案8】:

        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。

        您还可以通过在文本单元格的第一行输入%%latex 将整个单元格呈现为LaTeX。这很有用,如果你

        • 想要更多控制权,
        • 想要的不仅仅是数学环境,
        • 或者如果您要在一个单元格中编写大量数学。

        minrk的回答:


        IPython notebook 使用MathJax 进行渲染 html/markdown 中的 LaTeX。只需将您的 LaTeX 数学运算放入 $$

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

        或者您可以显示来自 Python 的 LaTeX / Math 输出,如下所示 notebook tour的结尾:

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

        【讨论】:

          【解决方案9】:

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

          【讨论】:

            【解决方案10】:

            因为,即使在使用 %%latex 关键字或 $..$ 限制器后,我也无法在 Code 中使用所有 Latex 命令,因此我安装了 nbextensions,通过它我可以在 Markdown 中使用 latex 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。示例在这里: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。但也许以后会改进。

            【讨论】:

            • latex_envs 笔记本扩展不能使用外部 LaTeX 包或样式;它不包括编译器,而只是识别一些关键字、结构并进行适当的 html 替换。感谢您使用它。现在使用 pip 安装 ipython-contrib 笔记本扩展更加容易。
            【解决方案11】:

            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 $$ 包装每一行。

            请参阅笔记本浏览Rich Display System

            【讨论】:

            • 在 Jupyter 中,它在 markdown 单元格中不起作用,但在代码单元格中起作用。
            • 现在正在研究木星。我将 %%latex 放在一个单元格中,然后导入 from IPython.display import Latex。之后,Jupyter notebook 会识别 Latex 表示法。
            【解决方案12】:

            IPython notebook 使用MathJax 在 html/markdown 中渲染 LaTeX。只需将您的 LaTeX 数学运算放入 $$

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

            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'))
            

            【讨论】:

            • 我认为 OP 希望使用 LaTeX 而不是 Markdown,而不仅仅是用于方程式。我对这个请求表示同情——就像我喜欢 Markdown 一样,对于复杂的文档,我总是使用 LaTeX。
            • 明白了。现在最好的解决方案是使用“原始”单元格而不是降价,然后像你一样输入 LaTeX。然后使用nbconvert 将 ipynb 转换为 TeX(代码、图形和所有),并运行 Latex 将其渲染为 PDF 等。您不会像使用 MathJax / Markdown 那样在浏览器中获得实时渲染的 TeX,但是您仍然在一个文档中包含 TeX / 代码。
            • 同样的问题,但在 qtconsole 中
            • 并使用单 $(而不是双 $$)来保持等式一致。 stackoverflow.com/q/19412644/1224255
            • 您还可以通过在文本单元格的第一行输入%%latex 将整个单元格呈现为LaTeX
            【解决方案13】:

            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。

            另外,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}""")
            

            或者这样做:

            %%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

            【讨论】:

            【解决方案14】:

            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)
            

            【讨论】:

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