LaTeX · 深度入门手册

分类：排版写作 ｜难度：★★☆ 进阶｜编号：latex

一、这是什么（一句话用途）

出版级科技论文排版，公式、参考文献、图表编号自动管理，建模论文标配。

二、核心定位

用标记语言写内容，编译生成 PDF；宏包(ctex/amsmath/bibtex)管中文、公式、文献。

三、核心原理剖析

LaTeX 与 Word 的根本区别是"内容与格式分离"：作者用标记语言描述"这是一节、这是定理、这是公式环境"，至于字体、间距、分页、编号如何排，交给文档类和宏包去决定。这种声明式排版带来三大建模论文刚需：① 数学公式用 amsmath 环境能精确控制对齐、编号、引用，远超 Word 的公式编辑器；② 图表、章节、公式、参考文献的编号全自动（交叉引用 \ref/\cite 编译后自动填号）；③ 长文档结构稳定，不会因为插入一图就把全篇排版打乱。它学习曲线陡，但一旦掌握，写 20 页科技论文比 Word 省心且专业得多。

四、底层机制与推导

宏展开与盒子模型：LaTeX 编译分"预处理→宏展开→构建水平/垂直列表→页面输出"几阶段。命令（macro）在展开期被替换为定义体；排版期把内容装入盒子（box）——hbox（水平盒子，内容不可断行）、vbox（垂直盒子，可分页）。公式环境 equation 内部由 amsmath 把多行对齐的 align 转成对齐点 & 处的列对齐矩阵。

数学排版的对齐：align 环境把每行按 & 拆为对齐列，本质是构造一个对齐点对齐的多列表格（array-like），行距由 \jot 控制。编号由 \eqref 引用，编译两遍使交叉引用解析（第一遍收集标签写入 .aux，第二遍回填）。

中文支持：ctex 文档类通过 xeCJK 配置中文字体映射，xelatex 引擎直接读 UTF-8 并用系统字体渲染，避免旧方案 CJK 包对字库的依赖。参考文献由 bibtex/biblatex 按 .bib 数据库生成格式化引文，避免手写编号错位。

五、上手步骤

装 TeX 发行版(TeX Live / MiKTeX)
用 ctex 文档类写中文
amsmath 写公式环境
bibtex/ biblatex 管理文献
编译(xelatex)生成 PDF

六、关键命令 / 语法 / 界面要点

\documentclass[UTF8]{ctexart}
\begin{equation} a^2+b^2=c^2 \end{equation}
\cite{key}  % 引用
\bibliographystyle{plain} \bibliography{ref}

七、最小可跑示例

写一个含标题/摘要/一节公式/一张图的最小论文模板，xelatex 编译出 PDF。

八、学习资源 / 去哪学

TeX Live 发行版；Overleaf 在线；宏包 ctex、amsmath、algorithm2e；模板可用学校论文类。

九、常见坑（避坑清单）

编译报错看 .log 定位行
中文用 xelatex + ctex 而非 pdflatex
参考文献要编译两遍
图片路径用相对路径

十、怎么算用好了

无报错出 PDF 即成功；交叉引用/编号自动；公式排版专业。

十一、能跑哪些建模算法

产出：国赛/美赛论文、算法手册 PDF、答辩 slides(beamer)。

本手册由「工具入门手册生成器」自动产出（深度版），与算法深度手册同套体系。

实战案例

LaTeX 论文排版实战

场景：美赛要求 LaTeX 提交，需在 96 小时内完成公式、图表、参考文献排版。
任务：用 LaTeX 搭建论文框架并插入公式与三线表。

完整代码（latex）

\documentclass[12pt]{article}
\usepackage{ctex, amsmath, booktabs, graphicx}
\begin{document}
\title{Optimal Dispatch of Power System}
\author{Team 12345}
\maketitle
\begin{abstract}
This paper studies...
\end{abstract}
\section{Model}
Objective:
\begin{equation}
\min \sum_{i} (c_i x_i + f_i)
\end{equation}
\begin{table}[h]\centering
\caption{Dispatch Result}
\begin{tabular}{ccc}\toprule
Unit & Output & Cost \\ \midrule
G1 & 150.2 & 3200 \\ \bottomrule
\end{tabular}\end{table}
\end{document}

运行效果

编译后输出 PDF：

公式自动编号 (1)
三线表（booktabs）专业美观
参考文献交叉引用自动填充
xelatex 编译两次即可交付，比 Word 排版更稳定。