数学字体

你把正文字体换成 Times 或 Palatino，但只有公式仍是 Computer Modern，这种不协调很明显。避免这种冲突正是本页的主题。在 LaTeX 中，文本字体和数学字体是分开选择的，因此必须有意识地为 整个文档选择数学字体，并让它与正文协调。这里同时介绍 pdfLaTeX 时代的传统包，如 mathptmx、mathpazo、newtxmath，以及 XeLaTeX 和 LuaLaTeX 上的现代做法：unicode-math 配合 \setmathfont，并附带可运行示例。像 \mathbb、\mathcal 这样的 逐符号数学字母表命令 属于另一个页面（数学区域的“Math fonts”），这里不重复。

正文和数学字体是分开选择的

先把原则说清楚。在 LaTeX 中，正文（普通文本）的字体和数学模式的字体由 两个独立系统 管理。替换正文字体并不会自动带动数学符号和英文字母，所以会出现这样的不一致：“我用 \usepackage{...} 把正文设成 Times，但公式中的 x 和 \sum 仍是旧字体。” 好的排版需要有意识地对齐两者，让公式中的变量和符号与周围正文具有相同的字重和气质。

默认数学字体是 Computer Modern math，也就是 Knuth 与 TeX 一起设计的字体。在 pdfLaTeX 中不做任何字体指定时，正文和数学都用 Computer Modern；由于它们本来就是一整套设计，自然协调。载入 lmodern 包会把正文换成轮廓更平滑的 Latin Modern，并配套使用 Latin Modern Math 作为数学字体（后者主要通过 unicode-math 使用）。换句话说，“什么也不做”本身已经是正文和数学匹配的起点。

从这里开始，只要你想换成其他正文字体，选择就分成两条路。pdfLaTeX 中是传统方式：为每种数学字体载入专用包；XeLaTeX 和 LuaLaTeX 中是现代方式：通过 unicode-math 指定一个 OpenType 数学字体。下面几节依次说明。

传统方式（pdfLaTeX / Type1）

在 pdfLaTeX 中，切换整个文档的数学字体要使用 数学字体包。多数包都设计成与某个正文字体 成对，因此与文本侧的包一起载入时，正文和数学会统一到同一字体家族。下表汇总常见选择。

典型用法是 同时载入文本侧和数学侧的包。例如 mathpazo 会一次性设置 Palatino 正文和 Pazo 数学。今天最容易推荐的是 newtx 系列：写 \usepackage{newtxtext,newtxmath}，正文会是 Times 系，数学也会配成现代 Times 风格。newtxmath 选项丰富，加 [libertine] 可匹配 Libertine（libertinus）正文，加 [utopia]（配 Erewhon 字体）可匹配 Utopia 正文。

% --- Palatino 本文＋数式 / Palatino text & math ---
\usepackage{mathpazo}            % Palatino + Pazo math

% --- Times 本文＋数式（おすすめ） / Times text & math (recommended) ---
\usepackage{newtxtext}           % 本文 / text
\usepackage{newtxmath}           % 数式 / math

% --- Libertine 本文に数式を合わせる / match math to Libertine text ---
% \usepackage{libertine}
% \usepackage[libertine]{newtxmath}

需要注意的是，用不同包分别指定正文和数学时，很容易选错组合而造成冲突。把不成对的部分混在一起，例如 newtxtext 配 newpxmath（Times 正文配 Palatino 数学），正是在制造本页要避免的不协调。载入顺序也有讲究：数学字体包最好放在文本字体包 之后。原则很简单：正文和数学要选择成对的组合。

现代方式：unicode-math（XeLaTeX 与 LuaLaTeX）

如果使用 XeLaTeX 或 LuaLaTeX，就可以摆脱传统的包拼接。unicode-math 包只需用 \setmathfont{…} 指定 一个 OpenType 数学字体，就会用它排版整个数学部分。正文用 fontspec 切换到 OpenType 文本字体，数学用 \setmathfont 切换到配套的 OpenType 数学字体；这两行就能让正文和数学对齐。unicode-math 会 在内部载入 fontspec，并且 需要 XeTeX 或 LuaTeX 引擎（pdfLaTeX 不能运行）。它还基于 amsmath 功能，因此应先载入 amsmath。

可用的 OpenType 数学字体中有不少优秀的免费选择：Latin Modern Math（Computer Modern 系谱）、STIX Two Math（科学符号覆盖广）、TeX Gyre 系列的各 Math 版本：Termes（Times 风格）、Pagella（Palatino 风格）、Bonum、Schola，Libertinus Math（Libertine / Linux Libertine 的后继），以及 XITS（源自 STIX）、Asana Math、Fira Math 等。如果到 \begin{document} 之前没有指定数学字体，默认会载入 Latin Modern Math。

下面是最小示例。按 amsmath → unicode-math 的顺序载入，然后用 \setmathfont 指定数学字体。不需要像传统方式中的 mathptmx 或 mathpazo 那样使用 逐字体专用包；这一行会接管整个数学部分。若也要匹配正文，就用 fontspec 的 \setmainfont 指定对应文本字体（unicode-math 会载入 fontspec，所以可省略 fontspec 本身的载入）。

% コンパイルは xelatex または lualatex / compile with xelatex or lualatex
\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}
\usepackage{unicode-math}
\setmainfont{TeX Gyre Termes}       % 本文（fontspec）/ text
\setmathfont{TeX Gyre Termes Math} % 数式（対の OpenType フォント）/ matching math
\begin{document}
\[
  f(x) = \int_{-\infty}^{\infty} \hat f(\xi)\, e^{2\pi i x \xi}\, d\xi.
\]
\end{document}

在这个例子中，正文是 TeX Gyre Termes（Times 风格），数学使用配套的 TeX Gyre Termes Math，因此积分号、下标、变量都与正文具有同样的书体感。若一个数学字体不够用，\setmathfont 的 range= 选项 可以只从其他字体补充数学字母表的一部分（详见“Math fonts”页面）。总的来说，如果使用 Unicode 引擎，unicode-math + \setmathfont 是今天的标准，配置远比传统包简单。

如何选择：让正文和数学成对

归根结底，关键建议只有一个：把正文字体和数学字体作为“成对组合”来选择。在 pdfLaTeX 中，使用设计上本来就搭配的组合，例如 newtxtext + newtxmath（Times 系）或 mathpazo（Palatino 系）。在 XeLaTeX 或 LuaLaTeX 中，用 \setmainfont{...} 和 \setmathfont{...} 匹配家族，例如 Libertinus 正文 + Libertinus Math、TeX Gyre Pagella 正文 + 对应 Math。

• 什么都不做： Computer Modern（pdfLaTeX）或 Latin Modern Math（unicode-math 默认）——正文和数学已经匹配。
• 在 pdfLaTeX 中更换正文： 使用成对包。Times 用 newtxtext+newtxmath，Palatino 用 mathpazo/newpxmath，Utopia 用 fourier 或 mathdesign。
• 在 XeLaTeX/LuaLaTeX 中： 先载入 amsmath，再载入 unicode-math，并用 \setmainfont 和 \setmathfont 指定匹配的 OpenType 正文和数学字体。
• 不要这样做： 混用不成对的正文和数学（例如 Times 正文配 Palatino 数学）。

另外，像 \mathbb、\mathcal、\mathfrak 这样 只把公式中的特定字母设为另一种书体的命令，与本页讨论的文档级数学字体选择是不同话题。它们整理在数学区域的“Math fonts”页面。正文字体本身的选择见“Western font families”，Unicode 引擎中的文本字体指定见“fontspec”，NFSS 等底层机制见“Font system”。