书写数学表达式

Matplotlib 实现了一个轻量级的 TeX 表达式解析器和布局引擎，Mathtext 是该引擎支持的 Tex 标记子集。请注意，如果 rcParams["text.usetex"] (default: False) 为 True，Matplotlib 也可以直接使用 TeX 渲染所有文本；详情请参阅 使用 LaTeX 进行文本渲染。如果 rcParams["text.usetex"] (default: False) 为 False，则支持 Mathtext。

任何字符串都可以通过将其放在一对美元符号 '$' 中来作为 Mathtext 处理。Mathtext 通常包含许多反斜杠 '\'；因此，为了使反斜杠不需要转义，Mathtext 通常使用原始字符串编写。例如：

import matplotlib.pyplot as plt

fig = plt.figure(figsize=(3, 3), linewidth=1, edgecolor='black')
fig.text(.2, .7, "plain text: alpha > beta")
fig.text(.2, .5, "Mathtext: $\\alpha > \\beta$")
fig.text(.2, .3, r"raw string Mathtext: $\alpha > \beta$")

参见

数学文本示例

使用 Mathtext 不需要安装 TeX，因为 Matplotlib 自带 Mathtext 解析器和引擎。Mathtext 布局引擎是对 Donald Knuth 的 TeX 布局算法的直接改编。要使用不同的 TeX 引擎渲染数学文本，请参阅 使用 LaTeX 进行文本渲染。

备注

要在文档中生成与 mathtext 生成的输出完全匹配的 html 输出，请使用 matplotlib.sphinxext.mathmpl Sphinx 扩展。

特殊字符

数学文本必须放置在一对美元符号 '$' 之间。字符串中的文字美元符号 '$' 必须使用反斜杠进行转义：'\$'。一个字符串可以包含多对美元符号，从而形成多个数学文本表达式。包含奇数个美元符号的字符串将仅作为纯文本呈现。

fig = plt.figure(figsize=(3, 3), linewidth=1, edgecolor='black')
fig.suptitle("Number of unescaped $")
fig.text(.1, .7, r"odd: $ \alpha $ = $1")
fig.text(.1, .5, r"even: $ \beta $= $ 2 $")
fig.text(.1, .3, r'odd: $ \gamma $= \$3 $')
fig.text(.1, .1, r'even: $ \delta $ = $ \$4 $')

虽然 Mathtext 旨在与常规 TeX 兼容，但在需要转义特殊字符的情况下有所不同。在 TeX 中，美元符号在非数学文本中必须转义为 '\$'，而在 Matplotlib 中，在编写 Mathtext 时必须转义美元符号。

这些其他特殊字符在非数学的 TeX 中也会被转义，而在 Matplotlib 中，它们的行为取决于 rcParams["text.usetex"] (default: False) 的设置:

# $ % & ~ _ ^ \ { } \( \) \[ \]

更多信息请参见 usetex 教程。

下标和上标

要创建下标和上标，请使用 '_' 和 '^' 符号:

r'$\alpha_i > \beta_i$'

\[\alpha_i > \beta_i\]

要正确显示多字母的下标或上标，应将它们放在花括号 {...} 中:

r'$\alpha^{ic} > \beta_{ic}$'

\[\alpha^{ic} > \beta_{ic}\]

一些符号会自动将其上下标置于操作符的上方和下方。例如，要写出从 到 的 的和，你可以这样做:

r'$\sum_{i=0}^\infty x_i$'

\[\sum_{i=0}^\infty x_i\]

分数、二项式和堆叠数字

分数、二项式和堆叠数字可以通过 \frac{}{}, \binom{}{} 和 \genfrac{}{}{}{}{}{} 命令分别创建:

r'$\frac{3}{4} \binom{3}{4} \genfrac{}{}{0}{}{3}{4}$'

生成

\[\frac{3}{4} \binom{3}{4} \genfrac{}{}{0pt}{}{3}{4}\]

分数可以任意嵌套:

r'$\frac{5 - \frac{1}{x}}{4}$'

生成

\[\frac{5 - \frac{1}{x}}{4}\]

需要注意的是，在分数周围放置括号和方括号时需要特别小心。用显而易见的方式做会产生太小的方括号:

r'$(\frac{5 - \frac{1}{x}}{4})$'

\[(\frac{5 - \frac{1}{x}}{4})\]

解决方案是在括号前加上 \left 和 \right，以告知解析器这些括号包含整个对象。:

r'$\left(\frac{5 - \frac{1}{x}}{4}\right)$'

\[\left(\frac{5 - \frac{1}{x}}{4}\right)\]

部首

根号可以使用 \sqrt[]{} 命令生成。例如:

r'$\sqrt{2}$'

\[\sqrt{2}\]

任何基数都可以（可选地）在方括号内提供。请注意，基数必须是一个简单的表达式，不能包含分数或上下标等布局命令:

r'$\sqrt[3]{x}$'

\[\sqrt[3]{x}\]

字体

默认字体为数学符号的*斜体*。

可以使用 rcParams["mathtext.default"] (default: 'it') 更改此默认设置。有关设置 rcParams 的信息，请参阅 使用样式表和rcParams自定义Matplotlib。例如，将默认设置为 regular 允许您对数学文本和常规非数学文本使用相同的字体。

要更改字体，例如将“sin”写成罗马字体，请将文本包含在字体命令中:

r'$s(t) = \mathcal{A}\mathrm{sin}(2 \omega t)$'

\[s(t) = \mathcal{A}\mathrm{sin}(2 \omega t)\]

更方便的是，许多常用函数名在罗马字体中排版时都有快捷方式。因此，上述表达式可以写成如下:

r'$s(t) = \mathcal{A}\sin(2 \omega t)$'

\[s(t) = \mathcal{A}\sin(2 \omega t)\]

这里，“s”和“t”是斜体字体（默认）的变量，“sin”是罗马字体，而振幅“A”是书法字体。注意在上面的例子中，书法字体的 A 被压缩进了 sin 中。你可以使用间距命令在它们之间添加一些空白:

r's(t) = \mathcal{A}\/\sin(2 \omega t)'

\[s(t) = \mathcal{A}\, \sin(2 \omega t)\]

Mathtext 可以使用 DejaVu Sans（默认）、DejaVu Serif、(La)TeX 中的 Computer Modern 字体、STIX 字体（这些字体设计用于与 Times 字体很好地融合），或者您提供的 Unicode 字体。Mathtext 字体可以通过 rcParams["mathtext.fontset"] (default: 'dejavusans') 进行选择。

所有字体可用的选项包括：

命令	结果
\mathrm{Roman}
\mathit{Italic}
\mathtt{Typewriter}
\mathcal{CALLIGRAPHY}

在使用 STIX 字体时，您还可以选择：

命令	结果
\mathbb{blackboard}
\mathrm{\mathbb{blackboard}}
\mathfrak{Fraktur}
\mathsf{sansserif}
\mathrm{\mathsf{sansserif}}
\mathbfit{bolditalic}

还有五种全局“字体集”可供选择，这些字体集通过 matplotlibrc 中的 mathtext.fontset 参数进行选择。

dejavusans: DejaVu Sans

dejavuserif: DejaVu Serif

cm: 计算机现代 (TeX)

stix: STIX (设计与Times字体融合良好)

stixsans: STIX 无衬线字体

此外，你可以使用 \mathdefault{...} 或其别名 \mathregular{...} 来使用 Mathtext 之外用于常规文本的字体。这种方法有许多限制，最明显的是可用的符号要少得多，但它对于使数学表达式与图中的其他文本很好地融合非常有用。

为了与流行的包兼容，\text{...} 是可用的，并使用 \mathrm{...} 字体，但保留空格并以破折号（不是减号）呈现 -。

自定义字体

Mathtext 还提供了一种使用自定义字体进行数学表达的方法。这种方法使用起来相当棘手，应仅被视为有耐心的用户的实验性功能。通过将 rcParams["mathtext.fontset"] (default: 'dejavusans') 设置为 custom，您可以设置以下参数，这些参数控制使用哪个字体文件来表示特定的数学字符集。

参数	对应于
mathtext.it	\mathit{} 或默认斜体
mathtext.rm	\mathrm{} 罗马体（直立）
mathtext.tt	\mathtt{} 打字机字体（等宽字体）
mathtext.bf	\mathbf{} 粗体
mathtext.bfit	\mathbfit{} 粗斜体
mathtext.cal	\mathcal{} 花体
mathtext.sf	\mathsf{} 无衬线字体

每个参数应设置为一个 fontconfig 字体描述符，如 Matplotlib 中的字体 中所定义。使用的字体应具有 Unicode 映射，以便查找任何非拉丁字符，例如希腊字母。如果你想使用一个不在自定义字体中的数学符号，你可以将 rcParams["mathtext.fallback"] (default: 'cm') 设置为 'cm'、'stix' 或 'stixsans'，这将导致 Mathtext 系统在自定义字体中找不到特定字符时使用替代字体中的字符。

请注意，Unicode 中指定的数学字形随着时间的推移已经发生了变化，许多字体可能没有正确位置的字形供 Mathtext 使用。

重音

一个重音命令可以在任何符号前加上，以在该符号上方添加重音。其中一些有长形式和短形式。

命令	结果
\acute a 或 \'a
\bar a
\breve a
\dot a 或 \.a
\ddot a 或 \''a
\dddot a
\ddddot a
\grave a 或 \`a
\hat a 或 \^a
\tilde a 或 \~a
\vec a
\overline{abc}

此外，还有两种特殊重音符号，它们会自动调整以适应其下方符号的宽度：

命令	结果
\widehat{xyz}
\widetilde{xyz}

在给小写的i和j加上重音时，应特别注意。请注意，在以下示例中，使用 \imath 以避免i上多余的点:

r"$\hat i\ \ \hat \imath$"

\[\hat i\ \ \hat \imath\]

符号

你也可以使用大量的TeX符号，例如 \infty、 \leftarrow、 \sum、 \int。

小写希腊字母

α \alpha	β \beta	γ \gamma	δ \delta
ε \epsilon	ε \varepsilon	ζ \zeta	η \eta
θ `` heta``	ϑ \vartheta	ι \iota	κ \kappa
ϰ \varkappa	λ \lambda	μ \mu	ν `` u``
ξ \xi	π \pi	ϖ \varpi	ρ `` ho``
ϱ \varrho	σ \sigma	ς \varsigma	τ `` au``
υ \upsilon	χ \chi	ψ \psi	ω \omega
ϕ \phi	φ \varphi	ϝ \digamma

大写希腊字母

Γ \Gamma	Δ \Delta	Θ \Theta	Λ \Lambda
Ξ \Xi	Π \Pi	Σ \Sigma	Υ \Upsilon
Φ \Phi	Ψ \Psi	Ω \Omega

希伯来语

ℸ \daleth

ℷ \gimel

ℶ \beth

ℵ \aleph

拉丁命名字符

Å \AA	Æ \AE	Ð \DH	Ø \O	Þ \Thorn	ß \ss
å \aa	æ \ae	ð \eth	ð \dh	ø \o	\thorn
Œ \OE	œ \oe

分隔符

（ \leftparen	（ （	\rightparen	)	。
/ /	< <	>	[ ``[	[ \lbrack
\ ``\backslash	| \vert	| |	]	\rbrack
{ \lbrace	\leftbrace	{ \{	} `` ightbrace``	} \}
} `` brace``	‖ \|	‖ \Vert	↑ \uparrow	↓ \downarrow
↕ \updownarrow	⇑ \Uparrow	⇓ \Downarrow	⇕ \Updownarrow	⌈ \lceil
⌉ `` ceil``	⌊ \lfloor	⌋ `` floor``	⟨ \langle	\rangle
⟮ \lgroup	\rgroup

大符号

∏ \prod	∐ \coprod	∑ \sum	∫ \int	∬ \iint
∭ \iiint	∮ \oint	∯ \oiint	∰ \oiiint	⋀ \bigwedge
⋁ \bigvee	⋂ \bigcap	⋃ \bigcup	⨀ \bigodot	⨁ \bigoplus
⨂ \bigotimes	⨄ \biguplus	⨆ \bigsqcup	⨌ \iiiint

标准函数名称

Pr \Pr	arccos \arccos	反正弦 \arcsin	反正切 \arctan	参数 \arg
余弦 \cos	双曲余弦 \cosh	余切 \cot	coth \coth	csc \csc
度 \deg	det \det	维度 \dim	指数 \exp	最大公约数 \gcd
同态 \hom	inf \inf	核 \ker	lg \lg	极限 \lim
下极限 \liminf	上极限 \limsup	ln \ln	日志 \log	最大值 \max
最小值 \min	节 \sec	正弦 \sin	双曲正弦 \sinh	上确界 \sup
tan `` an``	双曲正切 `` anh``

二元操作符号

*	+	-	± \pm
× `` imes``	\div	† \dagger	‡ \ddagger
− −	∓ \mp	\dotplus	∕ \slash
∖ \setminus	∗ \ast	∘ \circ	∙ \bullet
∧ \wedge	∨ \vee	∩ \cap	∪ \cup
∸ \dotminus	\minuscolon	\dotsminusdots	≀ \wr
⊍ \cupdot	⊎ \uplus	⊓ \sqcap	⊔ \sqcup
⊕ \oplus	⊖ \ominus	⊗ \otimes	⊘ \oslash
⊙ \odot	⊚ \circledcirc	⊛ \circledast	⊝ \circleddash
⊞ \boxplus	⊟ \boxminus	⊠ \boxtimes	⊡ \boxdot
⊴ \unlhd	⊵ \unrhd	\intercal	⊻ \veebar
⊼ \barwedge	⊽ \barvee	⋄ \diamond	⋅ \cdot
⋆ \star	⋇ \divideontimes	⋋ \leftthreetimes	⋌ `` ightthreetimes``
\curlyvee	⋏ \curlywedge	⋒ \Cap	⋓ \Cup
⌆ \doublebarwedge	⌽ \obar	△ \bigtriangleup	▷ `` hd``
▷ `` riangleright``	▽ \bigtriangledown	◁ \lhd	◁ `` riangleleft``
○ \bigcirc	◫ \boxbar	⨿ \amalg	⩕ \merge

关系符号

:	< <	= \equal	= =
>	϶ \backepsilon	… \dots	∈ \in
∉ `` otin``	∊ \smallin	∋ `` i``	∌ `` otsmallowns``
\smallowns	∝ \propto	∝ \varpropto	∟ `` ightangle``
∣ \mid	∤ `` mid``	∥ \parallel	∦ `` parallel``
∴ `` herefore``	∵ \because	∶ 比例	∼ \sim
∽ \backsim	≁ `` sim``	≂ \eqsim	≃ \simeq
≄ `` simeq``	≅ \cong	≆ \simneqq	≇ `` cong``
≈ \approx	≉ `` approx``	≊ \approxeq	≋ \approxident
≌ \backcong	≍ \asymp	≎ \Bumpeq	≏ \bumpeq
≐ \doteq	≑ \Doteq	≑ \doteqdot	≒ \fallingdotseq
≓ `` isingdotseq``	≔ \coloneq	≕ \eqcolon	≖ \eqcirc
≗ \circeq	≘ \arceq	≙ \wedgeq	≚ \veeeq
≛ \stareq	≜ `` riangleeq``	≜ `` riangleq``	≝ \eqdef
\measeq	≟ \questeq	≠ `` eq``	≠ `` e``
≡ \equiv	≢ `` equiv``	≣ \Equiv	≤ \leq
≥ \geq	≦ \leqq	≧ \geqq	\lneqq
≩ \gneqq	≪ \ll	≫ \gg	≬ \between
≮ `` less``	≯ `` gtr``	≰ `` leq``	≱ `` geq``
≲ \lesssim	≳ \gtrsim	≴ `` lesssim``	≵ `` gtrsim``
\lessgtr	≷ \gtrless	≸ `` lessgtr``	\ngtrless
≺ \prec	≻ \succ	≼ \preccurlyeq	≼ \preceq
≽ \succeq	≽ \succcurlyeq	≾ \precsim	≿ \succsim
⊀ `` prec``	\nsucc	⊂ \subset	⊃ \supset
⊄ `` subset``	⊅ `` supset``	⊆ \subseteq	⊇ \supseteq
⊈ `` subseteq``	⊉ `` supseteq``	⊊ \subsetneq	⊋ \supsetneq
⊏ \sqsubset	⊐ \sqsupset	⊑ \sqsubseteq	⊒ \sqsupseteq
⊜ \oequal	⊢ \vdash	⊣ \dashv	⊤ `` op``
⊥ \bot	⊦ `` ightassert``	⊧ \models	⊨ \vDash
⊩ \Vdash	⊪ \Vvdash	⊫ `` ightModels``	⊬ `` vdash``
⊭ `` vDash``	⊮ `` Vdash``	⊯ `` VDash``	\scurel
⊴ `` rianglelefteq``	⊵ `` rianglerighteq``	⊾ \measuredrightangle	⊿ \varlrtriangle
⋈ \bowtie	⋉ \ltimes	⋊	⋍ \backsimeq
⋐ \Subset	⋑ \Supset	⋔ \pitchfork	⋕ \equalparallel
⋖ \lessdot	\gtrdot	⋘ “lll”	\ggg
⋚ \lesseqgtr	⋛ \gtreqless	⋜ \eqless	\eqgtr
⋞ \curlyeqprec	⋟ \curlyeqsucc	⋠ `` preccurlyeq``	⋡ `` succcurlyeq``
⋢ `` sqsubseteq``	⋣ `` sqsupseteq``	⋤ \sqsubsetneq	⋥ \sqsupsetneq
⋦ \lnsim	⋧ \gnsim	⋨ \precnsim	⋩ \succnsim
⋪ `` triangleleft``	⋫ `` triangleright``	⋬ `` trianglelefteq``	⋭ `` trianglerighteq``
⋲ \disin	⋴ \isins	⋳ \varisins	⋵ \isindot
⋷ \isinobar	⋶ \varisinobar	⋸ \isinvb	⋹ \isinE
⋺ `` isd``	⋼ `` is``	⋻ \varnis	⋾ `` iobar``
⋽ \varniobar	\bagmember	⌢ \frown	⌣ \smile
△ `` riangle``	▶ \blacktriangleright	▷ `` riangleright``	⊳ \vartriangleright
◀ \blacktriangleleft	◁ `` riangleleft``	⊲ \vartriangleleft	⟂ \perp
⨝ \Join	⩽ \leqslant	⩾ \geqslant	⪅ \lessapprox
⪆ \gtrapprox	⪉ \lnapprox	⪊ \gnapprox	⪋ \lesseqqgtr
⪌ \gtreqqless	⪕ \eqslantless	⪖ \eqslantgtr	⪷ \precapprox
⪸ \succapprox	⪹ \precnapprox	⪺ \succnapprox	⫅ \subseteqq
⫆ \supseteqq	⫋ \subsetneqq	⫌ \supsetneqq

箭头符号

⃖ \overleftarrow	\overleftrightarrow	← \leftarrow	↑ \uparrow
→ `` o``	→ `` ightarrow``	↓ \downarrow	↔ \leftrightarrow
↕ \updownarrow	↖ `` warrow``	↗ `` earrow``	↘ \searrow
↙ \swarrow	↚ `` leftarrow``	↛ `` rightarrow``	↜ \leftsquigarrow
↝ `` ightsquigarrow``	↞ `` woheadleftarrow``	↟ `` woheaduparrow``	↠ `` woheadrightarrow``
↡ `` woheaddownarrow``	↢ \leftarrowtail	↣ `` ightarrowtail``	↤ \mapsfrom
↥ \mapsup	↦ \mapsto	↧ \mapsdown	↨ \updownarrowbar
↩ \hookleftarrow	↪ \hookrightarrow	↫ \looparrowleft	↬ \looparrowright
↭ \leftrightsquigarrow	↮ `` leftrightarrow``	↯ \downzigzagarrow	\Lsh
\Rsh	\Ldsh	\Rdsh	↶ \curvearrowleft
\curvearrowright	↺ \circlearrowleft	↻ \cwopencirclearrow	↻ \circlearrowright
\leftharpoonup	\leftharpoondown	\upharpoonright	↿ \upharpoonleft
⇀ `` ightharpoonup``	\rightharpoondown	\downharpoonright	⇃ \downharpoonleft
⇄ `` ightleftarrows``	⇅ \updownarrows	⇆ \leftrightarrows	⇇ \leftleftarrows
⇈ \upuparrows	⇉ `` ightrightarrows``	⇊ \downdownarrows	⇋ \leftrightharpoons
⇌ `` ightleftharpoons``	\nLeftarrow	⇎ `` Leftrightarrow``	⇏ `` Rightarrow``
⇐ \Leftarrow	⇑ \Uparrow	⇒ \Rightarrow	⇓ \Downarrow
⇔ \Leftrightarrow	⇕ \Updownarrow	⇖ \Nwarrow	⇗ \Nearrow
⇘ \Searrow	⇙ \Swarrow	⇚ \Lleftarrow	⇛ \Rrightarrow
⇝ \leadsto	⇝ \rightzigzagarrow	⇤ \barleftarrow	\rightarrowbar
⊌ \cupleftarrow	\multimap	⟵ \longleftarrow	⟶ \longrightarrow
⟷ \longleftrightarrow	⟸ \Longleftarrow	⟹ \Longrightarrow	⟺ \Longleftrightarrow
⟼ \longmapsto	⤎ \dashleftarrow	⤏ \dashrightarrow

点符号

… \ldots	∴ `` herefore``	∵ \because	∷ \冒号
\vdots	⋯ \cdots	⋰ \adots	⋱ \ddots

黑板字符

ℂ \BbbC

ℕ \BbbN

ℙ \BbbP

ℚ \BbbQ

ℝ \BbbR

ℤ \BbbZ

脚本角色

ℊ \scrg	ℋ \scrH	ℐ \scrI	ℒ \scrL	ℛ \scrR	ℬ \scrB
ℯ \scre	ℰ \scrE	ℱ \scrF	ℳ \scrM	ℴ \scro

Fraktur 字符

ℨ \frakZ

ℭ \frakC

杂项符号

$ \$	¢ \cent	£ \sterling	¥ \yen
§ \S	© \copyright	¬ `` eg``	® \circledR
° \degree	¶ \P	ħ \hbar	ı \imath
ı \i	Ł \L	ł \l	ƛ \lambdabar
ȷ \jmath	† \dag	‡ \ddag	‰ \perthousand
′ \prime	‵ \backprime	ℏ \hslash	ℑ \Im
ℓ \ell	℘ \wp	ℜ \Re	℧ \mho
Ⅎ \Finv	⅁ \Game	∀ \forall	∁ \complement
∂ \partial	∃ \exists	∄ `` exists``	∅ \emptyset
∅ \varnothing	∆ \increment	∇ `` abla``	∎ \QED
∞ \infty	∠ \angle	∡ \measuredangle	∢ \sphericalangle
∾ \ac	∿ \sinewave	⊹ \hermitmatrix	Ⓢ \circledS
■ \blacksquare	△ `` riangle``	▵ \vartriangle	▴ \blacktriangle
▾ \blacktriangledown	▿ `` riangledown``	★ \bigstar	☡ \danger
♠ \spadesuit	♡ \heartsuit	♢ \diamondsuit	♣ \clubsuit
♧ \clubsuitopen	♭ \flat	♮ `` atural``	♯ \sharp
✓ \checkmark	✠ \maltese

如果某个特定符号没有名称（如STIX字体中的许多更晦涩符号），也可以使用Unicode字符:

r'$\u23ce$'