Qiitaで数式を綺麗に表示する方法まとめ
【Qiitaで数式を書く】シリーズ: #1 数式の書き方 | #2 標準LaTeXとの違い | #3 定理・証明 | #4 表現の限界と解決策
Qiitaで数学系の記事を書くとき、数式の見た目は読みやすさに直結します。せっかく内容が良くても、数式が崩れていたり読みにくかったりすると、それだけで離脱されてしまいます。
この記事では、Qiitaで数式を書くための基本から実践的なテクニックまで、コード例つきで網羅的にまとめます。
基本：インライン数式とブロック数式
Qiitaでは KaTeX ベースの数式レンダリングが使えます。書き方は2種類です。
インライン数式
文中に数式を埋め込むには $...$ で囲みます。
関数 $f(x) = x^2 + 1$ は全ての実数で定義される。
表示結果： 関数 $f(x) = x^2 + 1$ は全ての実数で定義される。
ブロック数式
独立した行に数式を表示するには、```math ``` ブロックを使うのがおすすめです。
```math
\int_0^\infty e^{-x^2} dx = \frac{\sqrt{\pi}}{2}
```
表示結果：
\int_0^\infty e^{-x^2} dx = \frac{\sqrt{\pi}}{2}
$$...$$ で囲む方法もありますが、Markdownパーサーの都合で \, や \\ などのバックスラッシュ記法が正しく解釈されないことがあります。```math ``` ブロックの方が確実なので、こちらを使いましょう。（@scivola さんにご指摘いただきました。ありがとうございます！）
注意：
$$を使う場合は前後に空行が必要です。
よく使う数式パターン
分数
$\frac{a}{b}$ % 基本の分数
$\dfrac{a}{b}$ % 大きめの分数（インラインで使うと行間が広がるので注意）
$\cfrac{1}{1+\cfrac{1}{2}}$ % 連分数
表示結果：
$$
\frac{a}{b}, \quad \dfrac{a}{b}, \quad \cfrac{1}{1+\cfrac{1}{2}}
$$
総和・総乗
$\sum_{k=1}^{n} k = \frac{n(n+1)}{2}$ % インライン
ブロックで書くと添字が上下に配置されます：
$$
\sum_{k=1}^{n} k = \frac{n(n+1)}{2}
$$
$$
\sum_{k=1}^{n} k = \frac{n(n+1)}{2}
$$
総乗も同様です：
$$
\prod_{i=1}^{n} a_i = a_1 \cdot a_2 \cdots a_n
$$
積分
$$
\int_a^b f(x)\,dx
$$
$$
\int_a^b f(x),dx
$$
多重積分や線積分：
$$
\iint_D f(x,y)\,dx\,dy, \quad \oint_C \mathbf{F} \cdot d\mathbf{r}
$$
$$
\iint_D f(x,y),dx,dy, \quad \oint_C \mathbf{F} \cdot d\mathbf{r}
$$
極限
$$
\lim_{n \to \infty} \left(1 + \frac{1}{n}\right)^n = e
$$
$$
\lim_{n \to \infty} \left(1 + \frac{1}{n}\right)^n = e
$$
行列
$$
A = \begin{pmatrix}
a_{11} & a_{12} & a_{13} \\
a_{21} & a_{22} & a_{23} \\
a_{31} & a_{32} & a_{33}
\end{pmatrix}
$$
$$
A = \begin{pmatrix}
a_{11} & a_{12} & a_{13} \
a_{21} & a_{22} & a_{23} \
a_{31} & a_{32} & a_{33}
\end{pmatrix}
$$
括弧の種類を変えたい場合：
| 環境 | 括弧の形 |
|---|---|
pmatrix |
丸括弧 $(\ )$ |
bmatrix |
角括弧 $[\ ]$ |
Bmatrix |
波括弧 ${\ }$ |
vmatrix |
縦棒（行列式） |
Vmatrix |
二重縦棒 |
場合分け（cases）
$$
|x| = \begin{cases}
x & (x \geq 0) \\
-x & (x < 0)
\end{cases}
$$
$$
|x| = \begin{cases}
x & (x \geq 0) \
-x & (x < 0)
\end{cases}
$$
整列環境（aligned）の使い方
複数行の数式を揃えて表示したい場合、aligned 環境を使います。& で揃える位置を指定し、\\ で改行します。
注意： 標準LaTeXでは
align環境を使いますが、Qiita（KaTeX）ではalignedを$$の中で使う必要があります。
$$
\begin{aligned}
(a+b)^2 &= (a+b)(a+b) \\
&= a^2 + ab + ba + b^2 \\
&= a^2 + 2ab + b^2
\end{aligned}
$$
$$
\begin{aligned}
(a+b)^2 &= (a+b)(a+b) \
&= a^2 + ab + ba + b^2 \
&= a^2 + 2ab + b^2
\end{aligned}
$$
連立方程式にも便利です：
$$
\begin{cases}
\begin{aligned}
2x + 3y &= 7 \\
x - y &= 1
\end{aligned}
\end{cases}
$$
数式番号について
Qiitaでは \tag{} を使って手動で数式番号をつけられます。
$$
E = mc^2 \tag{1}
$$
$$
E = mc^2 \tag{1}
$$
\label と \ref による自動参照はQiitaでは動作しません。数式番号を参照したい場合は、本文中に手動で「式(1)」のように書く必要があります。
$$
F = ma \tag{2.1}
$$
$$
W = \int_a^b F\,dx \tag{2.2}
$$
式(2.1)を式(2.2)に代入すると... のように手動で参照します。
綺麗に見せるためのTips
1. \displaystyle でインライン数式を大きく
インライン数式では、分数や総和が小さく表示されます。\displaystyle を使うと、ブロック数式と同じ大きさで表示できます。
通常: $\sum_{k=1}^n k$ → 小さい
大きく: $\displaystyle\sum_{k=1}^n k$ → 見やすい
ただし、行間が広がるので多用は禁物です。本当に強調したい箇所だけに使いましょう。
2. 適切なスペーシング
LaTeX数式内でのスペースコマンドを覚えておくと、数式が格段に読みやすくなります。
| コマンド | 幅 | 用途 |
$$ $$ での動作 |
|---|---|---|---|
\, |
細いスペース | 積分の $dx$ の前、単位の前 | ⚠️ |
\: |
中くらいのスペース | — | ⚠️ |
\; |
やや広いスペース | 集合の条件区切り | ⚠️ |
\quad |
広いスペース | 数式の区切り | ✅ |
\qquad |
とても広いスペース | 大きな区切り | ✅ |
⚠️ 注意：
\,、\:、\;はインライン数式（$...$）や$$ $$ブロックでは正しく動作しないことがあります。Markdownパーサーがバックスラッシュを先に処理してしまうためです。```math ```ブロック内であれば問題なく使えます。\thinspace（=\,相当）は$$ $$でも使えますが、\medspace、\thickspaceは使えません。
Before：
```math
\int_0^1 f(x)dx, \forall x \in S
```
After：
```math
\int_0^1 f(x)\,dx, \quad \forall x \in S
```
\,dx のスペースがあるだけで、積分がぐっと読みやすくなります。
3. \left \right で括弧のサイズを自動調整
中身が大きい数式に固定サイズの括弧を使うと不格好です。
% 固定サイズ（見にくい）
$$
(\frac{a}{b})^2
$$
% 自動調整（見やすい）
$$
\left(\frac{a}{b}\right)^2
$$
$$
\left(\frac{a}{b}\right)^2
$$
4. テキストを数式内に入れる
数式の途中に日本語や英語のテキストを入れたいときは \text{} を使います。
$$
P(\text{事象}A \mid \text{事象}B) = \frac{P(A \cap B)}{P(B)}
$$
$$
P(\text{事象}A \mid \text{事象}B) = \frac{P(A \cap B)}{P(B)}
$$
5. 色をつける
KaTeXでは \color{} で数式に色をつけられます。
$$
f(x) = \color{red}{a}x^2 + \color{blue}{b}x + \color{green}{c}
$$
$$
f(x) = \color{red}{a}x^2 + \color{blue}{b}x + \color{green}{c}
$$
強調したい部分に使うと効果的ですが、使いすぎると逆に読みにくくなります。
6. 太字・ボールド
ベクトルや行列を太字で書く場合：
$$
\mathbf{v} = \begin{pmatrix} v_1 \\ v_2 \\ v_3 \end{pmatrix}, \quad \boldsymbol{\alpha} + \boldsymbol{\beta}
$$
\mathbf は英字のみ、\boldsymbol はギリシャ文字にも使えます。
よくあるエラーと対処法
& がエスケープされてしまう
Markdownの中でそのまま & を書くと HTML エンティティとして解釈されることがあります。数式ブロック $$ の中であれば基本的に問題ありませんが、うまくいかない場合は前後の空行を確認してください。
改行 \\ が効かない
aligned や cases の外で \\ を使っても改行されません。複数行の数式には必ず aligned 環境を使いましょう。また、$$ $$ ブロック内では \\ 自体がMarkdownパーサーに消費されて動作しないことがあります。```math ``` ブロックを使えばこの問題は起きません。
インライン数式が途切れる
$ が文中の他の $ と誤マッチすることがあります。1つの段落に複数のインライン数式を書くときは、$ の前後にスペースがあるか確認しましょう。
まとめ
- インライン数式は
$...$、ブロック数式は$$...$$（前後に空行を入れる） -
aligned環境で数式を揃える（alignではなくalignedを使う） -
\tag{}で手動の数式番号を振れる -
\,や\quadのスペーシングで読みやすさが大きく変わる -
\left\rightで括弧サイズを自動調整 -
\displaystyleはインラインで大きく見せたいときに
これらを押さえておけば、Qiitaで十分に綺麗な数式記事が書けるはずです。ぜひ活用してみてください。
【Qiitaで数式を書く】シリーズ: #1 数式の書き方 | #2 標準LaTeXとの違い | #3 定理・証明 | #4 表現の限界と解決策