Стили математических формул

Правила TeX для форматирования формулы зависят от контекста. Например, внутри отображаемого уравнения ввод \sum_{0\leq i<n}k^m=\frac{n^{m+1}}{m+1}+\mbox{lower order terms} даст вывод с индексом суммирования, расположенным посередине под знаком суммирования. Но если этот ввод находится встроеным контексте, то индекс суммирования будет справа, а не снизу, поэтому он не будет раздвигать строки. Аналогично, в отображаемом контексте символы в числителе и знаменателе будут больше, чем в строчном контексте, а в отображаемой математике нижние и верхние индексы будут дальше друг от друга, чем в строчной математике.

TeX использует четыре стиля математики.

• Стиль отображения предназначен для формулы, отображаемой на отдельной строке, например, с \begin{equation} ... \end{equation}.
• Стиль текста предназначен для встроенной формулы, как в ‘так что у нас $ ... $’.
• Стиль скрипта предназначен для частей формулы в нижнем или верхнем индексе.
• Стиль скрипт-скрипта предназначен для частей формулы на втором (или более) уровне нижнего или верхнего индекса.

TeX определяет стандартный стиль математики, но вы можете переопределить его с помощью объявления \displaystyle, или \textstyle, или \scriptstyle, или \scriptscriptstyle.

В этом примере дробь на строке ‘Арифметика’ будет выглядеть сжатой.

\begin{tabular}{r|cc}
  \textsc{Name}  &\textsc{Series}  &\textsc{Sum}  \\  \hline
  Arithmetic     &$a+(a+b)+(a+2b)+\cdots+(a+(n-1)b)$
                   &$na+(n-1)n\cdot\frac{b}{2}$  \\
  Geometric      &$a+ab+ab^2+\cdots+ab^{n-1}$
                   &$\displaystyle a\cdot\frac{1-b^n}{1-b}$  \\
\end{tabular}

Но из-за объявления \displaystyle, дробь на строке ‘Геометрия’ будет легко читаемой, с символами того же размера, что и в остальной части строки.

Еще один пример: по сравнению с тем же вводом без объявления, результат

we get
$\pi=2\cdot{\displaystyle\int_{x=0}^1 \sqrt{1-x^2}\,dx}$

будет иметь знак интеграла намного выше. Обратите внимание, что здесь \displaystyle применяется только к части формулы, и она ограничена наличием фигурных скобок, как ‘{\displaystyle ...}’.

Последний пример – это непрерывная дробь.

\begin{equation}
a_0+\frac{1}{
       \displaystyle a_1+\frac{\mathstrut 1}{
       \displaystyle a_2+\frac{\mathstrut 1}{
       \displaystyle a_3}}}
\end{equation}

Без объявлений \displaystyle, знаменатели будут заданы в стиле скрипта и стиле скрипт-скрипта. (\mathstrut улучшает высоту знаменателей; см. \mathstrut.)