プロジェクト:数学/スタイルマニュアル (数式)のソースを表示

=== 数式を組む ===
{{Anchors|数式を組む}}{{see also|[[m:Help:Displaying_a_formula/ja|Help:数式の表示]]|:en:Help:Displaying a formula}}
数式中では、数学的対象は文字の[[書体]]によっても区別されます。変数や一般的な関数名は[[イタリック体]]で、固有の関数名などは[[ローマン体]]で、実数体や複素数体は[[ボールド体]]でという具合です。また、特殊な数学記号を使うこともあります。このセクションではウィキペディアでこれらを書き分ける方法について解説します。（この方針については[[Wikipedia‐ノート:ウィキプロジェクト 数学#mathタグの是非|ノート]]にて議論があります。）（英語版のスタイルマニュアル [[:en:Wikipedia:Manual of Style/Mathematics]] も参考になるでしょう。）

Wikipedia で数式を記述する方法には 

# {{tl|math}}や{{tl|mvar}}内にWiki 記法または HTML タグで数式を書く
# {{tag|math}}内にLaTeX記法で数式を書く

の２つがあります。

TeX 記法の方が強力な表現能力を持っていますが、この方法には後述するいくつかの欠点があります。一方、簡単な数式なら前者の方法でも表現できて、テキストだけのブラウザにも向いています。

そこでローマン、ボールド、イタリック書体や、上付きや下付き、通常の大きさの演算子記号といった'''簡単な数式にはなるべく<nowiki>{{math}}</nowiki>テンプレートや<nowiki>{{mvar}}</nowiki>テンプレート用いる'''ようにしてください。

なお、数式や変数をHTMLタグで書く場合、'''HTMLの数式や変数を直接文中に書く事は避け'''、かならず<nowiki>{{math}}</nowiki>や<nowiki>{{mvar}}</nowiki>の中に数式や変数を記載してください。

また文章の可読性が損なわれない範囲で、LaTeX を用いる必要がある数式は数式だけの行に置くようにしてください。

==== <nowiki>{{math}}</nowiki>や<nowiki>{{mvar}}</nowiki>を利用する ====
{{Main|Template:math}}

{{tl|math}}は主に数式を、{{tl|mvar}}は主に変数を書くためのテンプレートで、
: <code><nowiki>{{math|数式}}</nowiki></code>、<code><nowiki>{{mvar|変数}}</nowiki></code>

のように記載し、いずれも[[MathJax]]風に出力されます。なお、<nowiki>{{math}}</nowiki>で書いた場合、数式は途中で改行されませんので、改行が必要な場合は{{Tl|math2}}を使ってください。

技術的には <nowiki>{{math}}</nowiki>で囲まれた文字列は[[Cascading Style Sheets|CSS]]のクラス <code>texhtml</code> で指定されたスタイルで表示されるようになります。アカウントを所持しているユーザーは利用者ページのサブページに個人用の css を作成することで、<code>texhtml</code> クラスの表示を変更することができます（詳細は[[WP:CSS]]を参照）。



<nowiki>{{math}}</nowiki>で数式を記載する場合、イタリックやボールドといった変数の書体を指定するには、Wiki 記法かHTML タグのいずれかを使う必要があります：
{| class="wikitable" style="overflow:visible;"
! style="position:sticky; top:0;" |書体
!Wiki記法
!HTMLタグによる記法
!表示結果
|-
|立体
|x
|x
|{{Math|x}}
|- style="vertical-align:top"
|''イタリック''
|<nowiki>''x''</nowiki>
|<nowiki><i>x</i></nowiki>
|{{Math|''x''}}
|-
|'''ボールド'''
|<nowiki>'''x'''</nowiki>
|<nowiki><b>x</b></nowiki>
|{{Math|'''x'''}}
|-
|'''''ボールドイタリック'''''
|<nowiki>'''''x'''''</nowiki>
|<nowiki><b><i>x</i></nowiki><nowiki></b></nowiki>
|{{Math|'''''x'''''}}
|}


上付きや下付きの添字は以下のように書きます：
{| class="wikitable" style="overflow:visible;"
! style="position:sticky; top:0;" |書体
!Wiki記法
!HTMLタグによる記法
!表示結果
|-
|上付き添字
|<nowiki>x{{sup|2}}</nowiki>
|x<nowiki><sup>2</sup></nowiki>
|{{Math|x{{sup|2}}}}
|- style="vertical-align:top"
|下付き添字
|<nowiki>x{{sub|2}}</nowiki>
|x<nowiki><sub>2</sub></nowiki>
|{{Math|x{{sub|2}}}}
|}

例えば「{{math|1=''x'' = (''y'' + 2){{sup|2}}}}」はWiki記法であれば
:<code><nowiki>{{math|''x'' {{=}} (''y'' + 2){{sup|2}}}}</nowiki></code>
のように書きます。Wiki記法とHTMLタグを混在させて
:<code><nowiki>{{math|''x'' {{=}} (''y'' + 2)<sup>2</sup>}}</nowiki></code>
のように記載する事も可能です。丸かっこや等号やプラスがイタリックになっていないことに注意してください。なお、等号が「<nowiki>{{=}}</nowiki>」と記載されているのはWikipediaのマークアップと誤解されないためです。詳細は[[Template:math]]を参照ください。


複数の文字を囲んでまとめて書体を指定すると編集が容易になります。例えばイタリックの「{{Math|''x{{sub|i}}''}}」を書く時、「<code><nowiki>''</nowiki>x<nowiki>''</nowiki><nowiki><sub>''</nowiki>i<nowiki>''</nowiki><nowiki></sub></nowiki></code>」とするより「<code><nowiki>''</nowiki>x<nowiki><sub>i</sub></nowiki><nowiki>''</nowiki></code>」のほうが容易でしょうし、「{{Math|'''''v'''{{sup|k}}''}}」を書く時、<code><nowiki>'''''</nowiki>v<nowiki>'''''</nowiki><nowiki><sup>''</nowiki>k<nowiki>''</nowiki><nowiki></sup></nowiki></code>より「<code><nowiki>'''''</nowiki>v<nowiki>'''</nowiki><nowiki><sup>k</sup></nowiki><nowiki>''</nowiki></code>」の方が容易でしょう。


他にも数式を書くうえで便利なWiki記法が複数用意されており（詳細は[[Template:math]]を参照）、これらを使うと下記のような複雑な式が記述可能です：
{| class="wikitable" style="overflow:visible;"
! style="position:sticky; top:0;" |入力内容
! style="position:sticky; top:0;" |表示結果
|- style="vertical-align:top"
|<pre>
{{Math|{{Intmath|int|0|+&infin;}} e{{Sup|&minus;''x''}} d''x'' {{=}} 1}}
</pre>
|{{Math|{{Intmath|int|0|+&infin;}} e{{Sup|&minus;''x''}} d''x'' {{=}} 1}}
|}


<nowiki>{{mvar}}</nowiki>も基本的には<nowiki>{{math}}</nowiki>と使い方が同じですが、<nowiki>{{mvar}}</nowiki>は文字を自動的にイタリックにしてくれます：
{| class="wikitable" style="overflow:visible;"
!入力内容
! style="position:sticky; top:0;" |表示結果
|- style="vertical-align:top"
|<nowiki>{{mvar|x}}</nowiki>
|{{Mvar|x}}
|}


数学では慣習的にどの文字を立体にし、どの文字をイタリックにするかが決まっています：

* 変数や定数はイタリックにします。
* 関数{{Math|''f''(''x'')}}の{{Math|''f''}}もイタリックにします。
* {{Math|sin}} や{{Math|cos}}のように固定された関数の名前についてはイタリックでなく立体を用います。
* 微分・積分における {{mvar|d}} や自然対数の底 {{mvar|e}} などは、ローマンでもイタリックでもかまいません<!--（[[イタリック体#自然科学・工学分野]]）-->。
* 円周率などに用いられる数式中のギリシャ文字 {{pi}} は、テンプレートを用いて {{tl|pi}} と書きます。
* 実数の集合はボールドで「{{Math|'''R'''}}」とするか、[[黒板太字]]で「{{Math|ℝ}}」とします。

その他に注意すべき点として、マイナスには[[ハイフンマイナス]] - ではなく[[プラス記号とマイナス記号|マイナス記号]] &minus; (<code>&amp;minus;</code>) を用います。また、不等号 &lt;, &gt; を HTML タグの囲みと混同されないようにするには、文字参照を利用して <code>&amp;lt;</code>, <code>&amp;gt;</code> と書きます。


==== LaTeXを利用する ====
ウィキペディアの記事中では、{{tag|math|open}} タグを使うことで [[LaTeX]] の組版機能を利用して数式を表現することができます；その場合、記述された数式表現は標準の設定では [[Portable Network Graphics|PNG]] 画像に変換されて、テキストの中に埋め込まれます。この技術についての詳細は、[[m:Help:Displaying a formula/ja|m:ヘルプ:数式の書き方]]を見てください。
使用例：
:<math>\int_0^\infty e^{-x^2}\,dx</math>

この方法で数式を使う場合、数式を地の文の一部とすることもできますし、別行立てにすることもできます。ただし、 {{tag|math|open}} を用いた数式表現は画像に変換される分だけ負荷が大きく、またレイアウトを壊しやすいため、基本的には重要性の高い数式のみに、別行立てで用いることが推奨されています。

数式を別行立てで表示するときには、行頭にコロンを用いることで行頭をコロンの数に応じて右寄せします（インデントします）。上記の使用例は実際には以下のように組まれています。
:<nowiki>:<math>\int_0^\infty e^{-x^2}\,dx</math></nowiki>
もし数式のレイアウトの効果のために、行頭をスペース（<code>&amp;nbsp;, &amp;emsp;, &amp;ensp;</code> なども含む）で行頭位置を調整している記事を見つけた場合には、書き直してください。
数式が連続する記事や、主題となる重要な数式が存在する場合には、{{tl|numBlk}} および {{tl|equationRef}}, {{tl|equationNote}} テンプレートの利用を検討して下さい。{{tl|numBlk}} は数式をブロックで囲むためのテンプレートで、{{tl|equationRef}} は数式に対するリンクのアンカー、{{tl|equationNote}} は数式リンクの参照点を作るテンプレートです。たとえば、
:<nowiki>{{numBlk|:|<math>\int_0^\infty e^{-x^2}\,dx</math>|{{equationRef|refName|eq.name/num}}}}</nowiki>
と記述すると、
{{numBlk|:|<math>\int_0^\infty e^{-x^2}\,dx</math>|{{equationRef|refName|eq.name/num}}}}
という形で出力され、この数式は <code><nowiki>{{equationNote|refName|ここからジャンプ}}</nowiki></code> という形でリンクをつくることができます。
::{{equationNote|refName|ここからジャンプ}}

自身の編集で {{tag|math|open}} を利用したい場合には、他の利用者にどう見えるかという点に注意を払ってください。大半の利用者は、個人の環境設定の '''表示''' にある '''数式''' の項目を変更していないため、省略時設定の '''常に PNG''' のままになっています。あなたもそのように設定することでほかの利用者と同じように見ることができます（このページの右上の、あなたの利用者名のすぐ下のところにある“[[特別:Preferences|個人設定]]”というリンクで環境設定ができます）。

いくつかのコマンドは本来の LaTeX とは異なる挙動をします。例えば、align 環境は align* 環境のように振る舞いますが、align* 環境は使えません。また、対応していないコマンドもあります。

LaTeX による数式表記には次のような問題点があることに注意してください：

* 基本的に数式環境中には日本語を書き込むことができません。<code>\mbox</code> や <code>\text</code> を使うとスペーシングが異常に狭くなってしまいます。次に例を挙げます。<br />
<code>\text</code>を使用した場合：
<math>e^{i\pi}+1=0 \qquad \text{オイラーの等式}</math><br />
<code>\mbox</code>を使用した場合：
<math>e^{i\pi}+1=0 \qquad \mbox{オイラーの等式}</math>
<!-- 数式内の英語を認めるべきか？
 - otherwiseなど特殊な場合のみ認めるべきでは？ (利用者:最終編集)
 -->
:&rarr; 地の文や数式の横など {{tag|math|open}} の外で可能な限り分かりやすく表現して下さい。{{tag|math|open}} を多用することであたかも数式中に日本語やそれに準ずる文字列を書き込むことは可能ですが（たとえば <math>\langle</math>この<math>|</math>ように！<math>\rangle=\langle</math>この<math>|\int|</math>あんな<math>\rangle\langle</math>あんな<math>|</math>ように！<math>\rangle</math>）、編集者にとっても閲覧者にとっても見通しの悪い記事になってしまうので、無理をせず別の方法を検討して下さい。日常的な言葉や記事内で示されている言葉であれば、英語など {{tag|math|open}} が変換可能な文字を使う言語で置き換えてもよいでしょう。
* 数式部分と地の文とでフォントが異なってしまうので読みにくい（数式以外の部分のフォントは読者が自由に選べるのに対して、画像化された数式内のフォントは読者が制御できないため）。さらに、上下方向の位置も不揃いになります。例えば、{{mvar|a}}, {{mvar|d}}, {{mvar|f}}, {{mvar|g}} と <math>a,d,f,g</math> と <math>a</math>, <math>d</math>, <math>f</math>, <math>g</math> を比べてみてください。
:&rarr; 数式の行を独立させたり、テキスト形式で数式を書いたりしてください（[[#HTMLを利用する]] を参照）。
* 画像を表示できないブラウザ（[[Lynx (ウェブブラウザ)|lynx]] など）では数式が読めない（数式環境は画像データとして取り扱われるため）。
* 数式が多いと、ページのダウンロードに時間がかかってしまう（理由同じ）。
:&rarr; 些細な数式は[[#HTMLを利用する| HTML テキストを利用して]]ください。
* サーバの不具合によって LaTeX で記述された部分の画像が表示されなくなることがある。
:&rarr; [[Help:キャッシュ破棄|キャッシュを破棄する]]ことで問題が解決する場合があります。
* ディスプレイサイズによっては、 LaTeX で記述された部分の画像が異常に小さく表示されてしまうことがあります。
* 「上付きの上付き」の処理に関するバグがあり、<code><nowiki><math>a^{b^c}</math></nowiki></code> は不正な HTML コードに変換されてしまうことがあります。

=== 特別な記号を使う ===
[[数学記号の表]]をちょっと見てみるといいかもしれません。全てのブラウザでこれらの全ての記号が正しく表示されるわけではありません；多くの人に見てもらうためには、HTML の[[文字参照]]を用いて[[Help:特殊文字|特殊記号]]を使うことは控えめになった方が良いでしょう。たとえば量子力学で広く用いられる[[ディラック定数]] &#x210F; (<code>&amp;#x210F;</code>) や[[山括弧]] &#x3008; &#x3009; (<code>&amp;#x3008; &amp;#x3009;</code>), &lang; &rang; (<code>&amp;lang; &amp;rang;</code>) などは環境によっては表示できません。