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极限与大运算符

大运算符是数学公式中常见的大型符号,包括极限、求和、积分等。它们的特点是上下标位置在运算符的上方和下方(行间公式)或右侧(行内公式)。

极限

详细教程请参阅:如何输入极限的下标

输入 lim 后按 \_ 添加下标,下标条件自动显示在正下方。使用 Tab 可在极限主体和条件之间切换。

limxf(x)\lim_{x \to \infty} f(x)

函数极限:

limx0sinxx=1\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = 1

数列极限:

limn(1+1n)n=e\lim_{n \to \infty} \left(1 + \frac{1}{n}\right)^n = e

单侧极限:

limx0+1x=+,limx01x=\lim_{x \to 0^+} \frac{1}{x} = +\infty, \quad \lim_{x \to 0^-} \frac{1}{x} = -\infty

即使在行内公式中,也可以通过 Alt + \_ 强制下标显示在正下方。

求和

S Shift + Tab 创建求和符号。下标为起始值,上标为终止值。在行内显示时上下标在右侧。

i=1nai\sum_{i=1}^{n} a_i

有限和:

i=1ni=n(n+1)2\sum_{i=1}^{n} i = \frac{n(n+1)}{2}

无穷级数:

n=11n2=π26\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n^2} = \frac{\pi^2}{6}

多重求和:

i=1nj=1maij\sum_{i=1}^{n} \sum_{j=1}^{m} a_{ij}

累乘

P Shift + Tab 创建累乘符号。

i=1nai\prod_{i=1}^{n} a_i

阶乘:

n!=k=1nkn! = \prod_{k=1}^{n} k

素数乘积:

p prime11ps=n=11ns\prod_{p \text{ prime}} \frac{1}{1 - p^{-s}} = \sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n^s}

积分

单重积分按 I Tab,二重积分按 I I Tab,三重积分按 I I I Tab,曲线积分按 @ I

abf(x)dx\int_a^b f(x) \, dx

Df(x,y)dA\iint_D f(x,y) \, dA

定积分:

0πsinxdx=2\int_0^{\pi} \sin x \, dx = 2

反常积分:

ex2dx=π\int_{-\infty}^{\infty} e^{-x^2} dx = \sqrt{\pi}

曲面积分:

CFdr\oint_C \mathbf{F} \cdot d\mathbf{r}

大型并集与交集

并集按 U Shift + Tab,交集按 N Shift + Tab。用于多个集合的并/交运算,与小型 \cup / \cap 的区别在于尺寸和上下标位置。

i=1nAi\bigcup_{i=1}^{n} A_i

i=1nAi\bigcap_{i=1}^{n} A_i

集合的无限并:

n=1An=A1A2A3\bigcup_{n=1}^{\infty} A_n = A_1 \cup A_2 \cup A_3 \cup \cdots

开集的交:

iIUi\bigcap_{i \in I} U_i

选读:与 LaTeX 的对比

在 Liii STEM 中,大型算子(如求和、积分、极限等)是完全结构化的排版环境。你可以像普通文本一样,在内部随意地用 Tab 键跳转并修改上下限。而在 LaTeX 中,每个大型算子都需要一长串代码声明。

例如,在 LaTeX 中书写带上下标的求和公式,需要输入:

latex
\sum_{i=1}^{n} a_i

对应的渲染效果如下:

i=1nai\sum_{i=1}^{n} a_i

在 Liii STEM 中,行内公式也支持通过 Alt + _(底标)将上下标放置在正下方;而在 LaTeX 中,行内公式默认会将上下标压缩到右侧,若要强制在正下方排版,通常需要加入 \limits 声明:

latex
\sum\limits_{i=1}^{n} a_i

对应的渲染效果如下:

i=1nai\sum\limits_{i=1}^{n} a_i

排版极限时,Liii STEM 通过结构化下标实现位置自适应。而在 LaTeX 中需要输入:

latex
\lim_{x \to \infty} f(x)

对应的渲染效果如下:

limxf(x)\lim_{x \to \infty} f(x)

对于积分排版,Liii STEM 支持通过简写 I TabI I Tab 智能输入一重、二重、三重积分和曲线积分。但在 LaTeX 中,为了追求完美的行间距和符号间距,常需要手动写出:

latex
\int_a^b f(x) \, dx \quad \text{或} \quad \iint_D f(x,y) \, dA

对应的渲染效果如下:

abf(x)dxDf(x,y)dA\int_a^b f(x) \, dx \quad \text{或} \quad \iint_D f(x,y) \, dA

如果不手动添加 \,(薄空格),微分项 dxdx 就会和被积函数粘连在一起。

如果您已经有现成的 LaTeX\LaTeX 代码,也可以直接使用魔法粘贴到 Liii STEM 中进行转换。