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title: KaTeX 数学デモ
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published: 2025-04-01
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lang: ja
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abbrlink: katex-mathematical-demo
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KaTeX はクロスブラウザ対応の JavaScript ライブラリで、ウェブブラウザ上で数式を表示します。高速性と使いやすさに重点を置き、カーンアカデミーによって開発され、GitHub で最も注目を集める上位5プロジェクトの一つとなりました。
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## 群論
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バーンサイドの補題（Burnside's lemma）は、バーンサイドの計数定理、コーシー・フロベニウスの補題、または軌道計数定理とも呼ばれます。
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有限群 $G$ の有限集合 $X$ への群作用を $\wedge$ とします。このとき、作用の軌道の数 $t$ は次の式で与えられます。
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$$
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t=\frac{1}{|G|}\sum_{g\in G}|\text{Fix}(g)|
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$$
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各整数 $n\ge2$ に対して、商群 $\mathbb{Z}/n\mathbb{Z}$ は $1+n\mathbb{Z}$ によって生成される巡回群であり、したがって $\mathbb{Z}/n\mathbb{Z}\cong\mathbb{Z}_n$ となります。
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商群 $\mathbb{R}/\mathbb{Z}$ は $([0,1),+_1)$ と同型です。これは区間 $[0,1)$ 上の実数のモジュロ1の加法群です。
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同型定理。準同型 $\phi\colon(G,\circ)\to(H,*)$ に対して、次の関数
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$$
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\begin{aligned}
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f\colon G/\text{Ker}(\phi)&\to\text{Im}(\phi)\\
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x\text{Ker}(\phi)&\mapsto\phi(x)
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\end{aligned}
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$$
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は同型であり、したがって
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$$
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G/\text{Ker}(\phi)\cong \text{Im}(\phi)
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$$
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## テイラーの定理
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関数 $f$ が点 $a$ と $x$ を含む開区間で $(n+1)$ 回微分可能であるとします。このとき
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$$
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f(x)=f(a)+f'(a)(x-a)+\cdots+\frac{f^{(n)}(a)}{n!}(x-a)^n+R_n(x)
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$$
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ここで
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$$
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R_n(x)=\frac{f^{(n+1)}(c)}{(n+1)!}(x-a)^{n+1},
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$$
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$a$ と $x$ の間のある点 $c$ に対してです。
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$\KaTeX$ には右揃えのオプションがないため、方程式番号のために追加の位置合わせ列が使用されています。これらは mkern 間隔（デフォルトは \mkern100mu）によって右側に押し出されます。align 環境と align* 環境の両方が使用でき、\tag と \notag も使用できます。
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## Align 環境
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$$
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\begin{align}
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\frac{\pi}{4n^2} &= \frac{4^n(n!)^2}{2n^2(2n)!}n(2n-1)J_{n-1}-\frac{4^n(n!)^2}{2n^2(2n)!}2n^2J_n \tag{1} \\
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&= \frac{4^n}{4(2n)!}\left(\frac{n!}{n}\right)^22n(2n-1)J_{n-1}-\frac{4^n(n!)^2}{(2n)!}J_n \tag{$\ddagger$} \\
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&= \frac{4^{n-1}((n-1)!)^2}{(2n-2)!}J_{n-1}-\frac{4^n(n!)^2}{(2n)!}J_n \tag{2}
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\end{align}
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$$
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## Align* 環境
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$$
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\begin{align}
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\frac{4^N(N!)^2}{(2N)!}J_N &\leq \frac{4^N(N!)^2}{(2N)!}\frac{\pi^2}{4}\frac{1}{2n+2}I_{2N} \tag{*} \\
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&= \frac{\pi^2}{8(N+1)}\frac{4^N(N!)^2}{(2N)!}I_{2N} \\
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&= \frac{\pi^2}{8(N+1)}\frac{\pi}{2} \tag{**} \\
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&= \frac{\pi^3}{16(N+1)} \\
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\frac{x}{\sin x} &\leq \frac{\pi}{2} \tag{3} \\
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\text{したがって} \qquad\qquad x &\leq \frac{\pi}{2}\sin x \tag{4}
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\end{align}
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$$
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## 級数の和
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$$
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\begin{align*}
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\sum_{i=1}^{k+1}i &= \left(\sum_{i=1}^{k}i\right) +(k+1) \tag{1} \\
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&= \frac{k(k+1)}{2}+k+1 \tag{2} \\
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&= \frac{k(k+1)+2(k+1)}{2} \tag{3} \\
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&= \frac{(k+1)(k+2)}{2} \tag{4} \\
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&= \frac{(k+1)((k+1)+1)}{2} \tag{5}
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\end{align*}
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$$
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## 積の表記
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$$
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1 + \frac{q^2}{(1-q)}+\frac{q^6}{(1-q)(1-q^2)}+\cdots
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= \prod_{j=0}^{\infty}\frac{1}{(1-q^{5j+2})(1-q^{5j+3})},
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\text{ ただし }\lvert q\rvert < 1.
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$$
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## 外積
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$$
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\mathbf{V}_1 \times \mathbf{V}_2 = \begin{vmatrix}
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\mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\[1ex]
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\frac{\partial X}{\partial u} & \frac{\partial Y}{\partial u} & 0 \\[2.5ex]
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\frac{\partial X}{\partial v} & \frac{\partial Y}{\partial v} & 0
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\end{vmatrix}
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$$
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## マクスウェル方程式
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$$
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\begin{align*}
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\nabla \times \vec{\mathbf{B}} -\, \frac1c\, \frac{\partial\vec{\mathbf{E}}}{\partial t} &= \frac{4\pi}{c}\vec{\mathbf{j}} \\
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\nabla \cdot \vec{\mathbf{E}} &= 4 \pi \rho \\
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\nabla \times \vec{\mathbf{E}}\, +\, \frac1c\, \frac{\partial\vec{\mathbf{B}}}{\partial t} &= \vec{\mathbf{0}} \\
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\nabla \cdot \vec{\mathbf{B}} &= 0
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\end{align*}
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$$
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## ギリシャ文字
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$$
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\begin{align*}
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&\Gamma\ \Delta\ \Theta\ \Lambda\ \Xi\ \Pi\ \Sigma\ \Upsilon\ \Phi\ \Psi\ \Omega\\
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&\alpha\ \beta\ \gamma\ \delta\ \epsilon\ \zeta\ \eta\ \theta\ \iota\ \kappa\ \lambda\ \mu\ \nu\ \xi\ \omicron\ \pi\ \rho\ \sigma\ \tau\ \upsilon\ \phi\ \chi\ \psi\ \omega\ \varepsilon\ \vartheta\ \varpi\ \varrho\ \varsigma\ \varphi
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\end{align*}
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$$
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## 矢印
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$$
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\begin{align*}
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&\gets\ \to\ \leftarrow\ \rightarrow\ \uparrow\ \Uparrow\ \downarrow\ \Downarrow\ \updownarrow\ \Updownarrow\\
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&\Leftarrow\ \Rightarrow\ \leftrightarrow\ \Leftrightarrow\ \mapsto\ \hookleftarrow\\
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&\leftharpoonup\ \leftharpoondown\ \rightleftharpoons\ \longleftarrow\ \Longleftarrow\ \longrightarrow\\
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&\Longrightarrow\ \longleftrightarrow\ \Longleftrightarrow\ \longmapsto\ \hookrightarrow\ \rightharpoonup\\
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&\rightharpoondown\ \leadsto\ \nearrow\ \searrow\ \swarrow\ \nwarrow
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\end{align*}
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$$
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## 記号
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$$
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\begin{align*}
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&\surd\ \barwedge\ \veebar\ \odot\ \oplus\ \otimes\ \oslash\ \circledcirc\ \boxdot\ \bigtriangleup\\
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&\bigtriangledown\ \dagger\ \diamond\ \star\ \triangleleft\ \triangleright\ \angle\ \infty\ \prime\ \triangle
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\end{align*}
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$$
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*サンプルは [KaTeX Live Demo](https://sixthform.info/katex/examples/demo.html) から抜粋しました*
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