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文章之始:文档结构与自定义命令

欢迎来到实战篇!在前面的三篇教程中,我们已经掌握了 LaTeX 数学公式这门强大的“语言”。理论上我们已经可以在draw.io以及其他markdown编辑器里自由书写数学公式了。

但是我们的目的是写一篇文章,现在,是时候学习如何在一个专业的平台上运用这门语言来“写作”了。

我们的平台选择是 Overleaf,它是目前最受欢迎的在线LATEX编辑器。

为什么选择 Overleaf?

  • 零配置:你不需要在自己的电脑上安装任何复杂的软件。只需要一个浏览器,就可以开始编写专业的 LaTeX 文档。
  • 云端协作:你的所有文档都保存在云端,可以随时随地访问。与导师、同学的协作也变得前所未有的简单。
  • 实时预览:你所写的代码会实时编译,在右侧窗口立刻看到最终的 PDF 效果,所见即所得。

本篇教程将引导你完成从注册 Overleaf 到创建你的第一个包含自定义命令的完整 LaTeX 文档。

当然也可以下载TeXStudio等软件来本地编译,但是方便起见我们这里用Overleaf

1. 注册并创建你的第一个项目

首先,请访问 Overleaf 官网 并完成注册。

登录后,点击页面左上角的 创建新项目,然后选择 空白项目。为你的项目命名,例如 "你好,世界"。

Overleaf 新建项目

2. 认识 Overleaf 界面

创建项目后,你会看到一个经典的三栏式界面:

  • 左侧(文件列表): 显示你项目中的所有文件,现在应该只有一个 main.tex
  • 中间(源代码编辑器): 这是我们编写 LaTeX 代码的地方。
  • 右侧(实时预览): 显示代码编译后的 PDF 效果。

Overleaf 界面

3. 理解文档的基本骨架

现在,让我们聚焦于中间的编辑器。你会看到一些预设好的代码,这就是一个 LaTeX 文档最基本的骨架:

latex
\documentclass{article} % 1. 文档类型

% 2. 导言区 (Preamble)
\usepackage[utf8]{inputenc}

\title{Hello, world}
\author{Your Name}
\date{November 2023}

\begin{document} % 3. 正文区开始

\maketitle

\section{Introduction}

This is the introduction. Here is my first formula from the tutorial:
$a^2 + b^2 = c^2$

\end{document} % 4. 正文区结束

这正是我们在上一章提到的文档结构!

  1. \documentclass{article}:定义这是一篇“文章”。
  2. 导言区:从 \documentclass\begin{document} 之间的区域。这里加载了宏包,并定义了标题、作者等信息。
  3. 正文区\begin{document}\end{document} 之间的区域。\maketitle 命令会根据导言区的信息生成标题,\section{...} 则会创建一个章节标题。

现在,可以试试在 \section{Introduction} 下方,写一个你在前面教程中学过的最复杂的公式,看看它是否能在右侧完美显示。

比如

latex
% 导言区要导入amsmath
\usepackage{amsmath}
%...
% equation环境和$$作用是一样的
\begin{equation}
\dot x=\sin\gamma+g\cos\beta
\end{equation}

$$
\begin{aligned}
a_x&=F\cos\alpha+g\sin\alpha\\
a_y&=F\sin\alpha+g\cos\alpha
\end{aligned}
$$

就像这样,可以看到右边公式已经渲染出来了

Overleaf 插入公式

4. \newcommand 的实战首秀

还记得我们在理论上学习过的自定义命令吗?现在,我们终于可以在真实的导言区中使用它了!

请在导言区(例如,在 \date{...} 之后,\begin{document} 之前)添加以下两行代码:

latex
% 也许需要先导入amsfonts
\usepackage{amsfonts}
% 自定义命令
\newcommand{\R}{\mathbb{R}}
\newcommand{\pdv}[2]{\frac{\partial #1}{\partial #2}}

现在,魔法时刻到了!在你的正文区(例如,在 \section{Introduction} 之后)输入以下内容:

latex
The set of real numbers is denoted by $\R$. 
The partial derivative of $f$ with respect to $x$ is $\pdv{f}{x}$.

点击编辑器上方的 "Recompile" (重新编译) 按钮(或者等待它自动编译)。观察右侧的预览区,你会惊喜地发现,你定义的快捷命令 \R\pdv 已经成功地转换成了专业、漂亮的数学符号!

这就是 LaTeX 强大效率的体现:一次定义,处处使用

5. 添加摘要 (Abstract)

一篇完整的学术文章通常会包含摘要。在 LaTeX 中,我们可以使用 abstract 环境来创建它。

请在 \maketitle 之后,\section{Introduction} 之前,添加以下代码:

latex
\begin{abstract}
This is the abstract of my first article. 
Here, I will demonstrate how to write beautiful math formulas like $\oint_C \mathbf{E} \cdot d\mathbf{l} = - \frac{d\Phi_B}{dt}$.
\end{abstract}

如果以上每一步你都跟着一起做了,现在我们的文档看起来会是这样

Overleaf 结果


恭喜你! 你已经成功地在 Overleaf 上创建并编译了你的第一个包含自定义命令的LATEX文档。你会发现,你只在输入内容,根本不用管格式的问题,居中,加粗,样式变化,LATEX统统帮我们安排好了。

从此,你不再只是一个会写公式片段的学习者,而是一个真正能够开始写作LATEX文档的创作者。

在下一篇教程中,我们将探索 Overleaf 真正强大的地方——模板库。我们将学习如何利用现成的专业模板,快速开启一篇符合期刊或会议要求的论文写作。