LaTeX을 이용한 수식 입력

개관¶

레이텍(LaTeX)이란 텍(TeX)라는 조판(typesetting) 시스템을 기반으로 사용자의 편의성을 고려하여 개량한 프로그래밍 언어 체계입니다. 텍은 도널드 크누스(Donald Knuth)라는 컴퓨터 과학자가 프로그래밍에 관한 서적을 저술하다가 출판사에서 보내온 조판이 마음에 들지 않아 스스로 개발하기 시작한 조판 프로그래밍 언어입니다. 하지만 텍은 엄밀한 이론적 체계에 기초하여 개발한 언어 체계이기 때문에 사용자 입장에서는 다루기가 복잡하고 설정해야할 변수들이 너무 많은 불편이 있었습니다. 그래서 이를 해결하기 위해 자주 사용하는 셋팅과 입력체계를 매크로로 묶은 것이 레이텍입니다. 레이텍은 도널드 크누스의 제자인 레슬리 램포트(Leslie Lamport)가 1984년에 처음 발표했습니다.

레이텍은 모든 형태의 조판 방법을 정의할 수 있기 때문에 일반적인 문서가 아닌 특수한 형태의 문서를 작성하는 데에 주로 사용합니다. 이러한 레이텍의 장점을 살려 수학, 데이터 과학, 컴퓨터 과학에 필수적인 수식이나 특수기호를 입력하는 방법으로 활용할 수 있습니다. 본 절에서는 레이텍을 이용하여 수식을 입력하는 방법에 대해 설명합니다.

기본 문법(syntax)¶

마크다운 문서에서 레이텍 수식을 입력하기 위해서는 ‘$’ 기호를 이용하여 인라인 수식 또는 블록 수식을 선언한 후 입력해야 합니다. 마크다운 문서에서 수식 작성하는 방법

이렇게 선언한 후 일반적인 자판 입력 방법에 따라 수식을 입력합니다. 수식에 자주 사용하는 기본적인 표기를 입력하는 방법은 다음과 같습니다.

아래첨자 : ‘_’ 기호를 이용하여 입력할 수 있습니다. 아래첨자는 동일한 그룹 내에 있는 여러 개의 변수를 구분할 때에 자주 사용하는 표기법입니다.
위첨자 : ‘^’ 기호를 이용하여 입력할 수 있습니다. 위첨자는 거듭제곱, 전치행렬, 2차원 이상의 배열에서 특정 차원을 지정하는 경우 등에 자주 사용하는 표기법입니다.
여러 문자에 대한 조판 명령 적용 : 아래첨자, 위첨자뿐만 아니라 레이텍에서 적용하는 모든 조판 명령어는 명령어 이후의 하나의 글자에만 적용됩니다. 그래서 여러 글자에 조판 명령을 적용하려면 ‘{}’ 괄호로 묶어주어야 합니다. 예를 들어 $X_{i+1}$ 이라는 기호를 입력하기 위해서는 ‘_’ 다음에 '{i+1}'을 입력해야 합니다. 괄호없이 입력하는 경우 $X_i+1$ 과 같이 나타납니다.
분수 : '\frac{분자}{분모}'의 형식으로 입력할 수 있습니다.
수의 집합 : 자연수( $\mathbb{N}$ ), 정수( $\mathbb{Z}$ ), 유리수( $\mathbb{Q}$ ), 실수( $\mathbb{R}$ ), 복소수( $\mathbb{C}$ ) 등 수의 집합을 나타내야 하는 경우에는 일반적인 폰트가 아니라 "칠판 볼드체"라고 부르는 폰트를 사용합니다. 이 폰트는 ‘\mathbb{}’ 명령어를 이용하여 입력할 수 있습니다. 예를 들어, 자연수를 나타내는 기호는 '\mathbb{N}'으로 입력할 수 있습니다.
특수기호 : 각각의 특수기호는 명칭을 가지고 있는데 그 명칭 앞에 '' 기호를 붙이면 특수기호가 입력됩니다. 자세한 특수기호의 종류와 명칭은 위키피디아 또는 다양한 개인 블로그에 정리한 내용을 참고하기 바랍니다. 아래는 일반적으로 자주 사용하는 특수기호의 명칭입니다.

자주 사용하는 LaTeX 특수기호

기능	기호	명칭	기능	기호	명칭	기능	기호	명칭
로그함수	$\log$	log	자연로그함수	$\ln$	ln	지수함수	$e^x$	e^{x}
적분기호	$\int$	int	미분기호	$\partial$	partial	무한대	$\infty$	infty
제곱근	$\sqrt[n]{x}$	sqrt[n]{x}	항등기호	$\equiv$	equiv	약호	$\approx$	approx
부등호	$\neq$	neq	이상	$\geq$	geq	이하	$\leq$	leq
합기호	$\sum$	sum	곱기호	$\prod$	prod	극한	$\lim$	lim
이항계수	${n \choose k}$	{n \choose k}	좌화살표	$\leftarrow$	leftarrow	우화살표	$\rightarrow$	rightarrow
양쪽화살표	$\leftrightarrow$	leftrightarrow	두줄화살표	$\Leftrightarrow$	Leftrightarrow	부분집합	$\subset$	subset
포함기호	$\in$	in	비포함기호	$\notin$	notin	공집합	$\emptyset$	emptyset
교집합	$\cap$	cap	합집합	$\cup$	cup	논리곱	$\land$	land
논리합	$\lor$	lor	미분연산자	$\nabla$	nabla	플러스마이너스	±	pm
모든	$\forall$	forall	존재	$\exists$	exists	따름표	$\sim$	sim
QED기호	$\blacksquare$	blacksquare	레이텍기호	$\LaTeX$	LaTeX

예시¶

예시1¶

아래의 수식을 어떻게 입력할까?

적분 기호 integral : \int
괄호 : ( 와 )
문자를 크게 만드는 기호 : \Big
사인함수 : \sin
분수 : \frac { } { }
코사인함수 : \cos
제곱 : ^2
최종 : $\Rightarrow$ \int \Big( \sin x + \frac {2} {\cos^2 x} \Big) dx

예시2¶

아래의 수식을 어떻게 입력할까?

미분기호 : \prime
위첨자 : ^{ }
극한기호 : \lim
아래첨자 : _{ }
변수의 변화 방향을 나타내는 화살표 : \to
분수 : \frac { } { }
변량기호(델타) : \Delta
최종 : $\Rightarrow$ f^\prime = \frac { dy } { dx } = \frac { df } { dx } = \lim_{\Delta x \to 0} \frac { f(x + \Delta x) - f(x) } { \Delta x }