简介：五一数学建模LaTeX模板是一套专为参赛者设计的专业文档解决方案，集成数学公式排版、图表支持与标准化格式，显著提升论文编写效率与质量。本模板包含使用说明文档、纯净源码模板、优秀排版范例及必要字体包，帮助用户快速搭建符合竞赛要求的高质量论文框架。通过学习和使用该模板，参赛者可专注于模型构建与分析，避免格式困扰，实现专业排版自动化，是备战五一数学建模竞赛的必备工具。
LaTeX在数学建模中的工程化实践：从零搭建高可靠性文档系统
你有没有经历过这样的场景？距离数学建模竞赛提交截止还有两个小时，团队三人正紧张地合并Word文档——一个人改了格式，另一个人插了图，第三个人调整了公式位置。结果一打开文件，整个排版彻底崩溃：图表错位、编号混乱、字体不统一……最后交上去的论文像极了一锅乱炖 😫。
这不是个例。每年都有无数队伍因为文档质量问题被扣分，甚至直接失去评奖资格。而那些拿了特等奖的队伍，往往不是模型最复杂的，而是 写得最“好看”的 。
为什么这么说？因为在评审专家眼里，一篇结构清晰、排版严谨的论文，本身就传递了一个信号：这支队伍做事专业、逻辑严密、值得信赖 ✅。而这背后的核心武器，正是 LaTeX 。
我们今天要聊的，不只是“怎么用LaTeX”，而是 如何把它变成一个可复用、高效率、抗压能力强的工程级写作系统 。无论你是第一次参赛的新手，还是想冲击国奖的老兵，这套方法都能让你少走弯路，把精力真正花在刀刃上——也就是你的模型和算法上 💡。
为什么要用LaTeX？别再拿Word“硬扛”了！
先说个扎心的事实： 90%以上的全国大学生数学建模竞赛（CUMCM）一等奖及以上作品，都是用LaTeX写的 。MCM/ICM更是如此，几乎清一色LaTeX出品。
为什么？
📐 公式排版：一键生成教科书级别效果
想象一下你要写这样一个反应-扩散方程组：
$$
\begin{align}
\frac{\partial u}{\partial t} &= D_u \nabla^2 u - uv^2 + F(1-u), \
\frac{\partial v}{\partial t} &= D_v \nabla^2 v + uv^2 - (F+k)v,
\end{align}
$$
在Word里，你得点半天“插入公式” → 调对齐 → 改字体 → 手动编号……稍不留神就歪了。
而在LaTeX中，只需要几行代码：
\begin{align}
\frac{\partial u}{\partial t} &= D_u \nabla^2 u - uv^2 + F(1-u), \\
\frac{\partial v}{\partial t} &= D_v \nabla^2 v + uv^2 - (F+k)v,
\end{align}
编译完自动对齐、自动编号、字体完美统一，而且下次还能直接复制粘贴 👌。
更厉害的是，LaTeX支持各种高级数学环境：
| 环境 | 用途 | 是否编号 |
|---|---|---|
equation | 单行公式 | 是 |
align | 多行对齐（推荐！） | 是 |
gather | 多行居中 | 是 |
multline | 长公式换行 | 是 |
matrix / bmatrix | 矩阵 | 否 |
你可以根据语义选择最合适的表达方式，而不是“能写出来就行”。
小贴士：多用
align而不是eqnarray！后者早已被淘汰，间距控制差，容易出丑 😅。
graph TD
A[原始数学表达] --> B{是否多行?}
B -->|否| C[使用equation环境]
B -->|是| D{是否需对齐?}
D -->|是| E[使用align环境]
D -->|否| F[使用gather环境]
E --> G[检查是否有长公式断裂]
G -->|是| H[结合split或multline]
F --> I[输出最终PDF]
这个流程图其实反映的是你在写作时的真实决策路径。LaTeX的设计哲学就是： 内容即结构 。
👥 团队协作：Git + LaTeX = 终极组合拳
三人组队做数模，最难的从来不是建模，是 协同写论文 。
用Word？合并文档时轻则格式错乱，重则数据丢失。谁没遇到过“他改了我的标题样式”、“她删了我的图注”这种破事？
但LaTeX不一样。 .tex 文件本质上是纯文本，天然适配 Git 这种版本控制系统。
举个例子：
# 成员A添加理论推导
git checkout -b feature/theory-proof
echo "\section{稳定性分析}\n根据Lyapunov函数..." >> main.tex
git add main.tex
git commit -m "Add stability proof"
# 成员B优化图表
git checkout main
git merge feature/chart-optimize
两个人可以并行工作，互不干扰。一旦冲突，Git会告诉你哪一行出了问题，对比工具一点就清楚。
再加上 .gitignore 忽略中间文件：
*.aux
*.log
*.toc
*.pdf
!template.tex
仓库干净清爽，只保留核心源码。
更酷的是，配合 GitHub Actions，还能实现 自动编译预览 ：
name: Compile PDF
on: [push]
jobs:
build:
runs-on: ubuntu-latest
steps:
- uses: actions/checkout@v3
- name: Set up TeX Live
uses: xu-cheng/latex-action@v2
- run: |
xelatex main.tex
bibtex main.aux
xelatex main.tex
xelatex main.tex
- uses: actions/upload-artifact@v3
with:
path: main.pdf
每次 push 完代码，GitHub 自动给你生成最新版PDF，团队成员随时下载审阅，沟通成本直线下降 📉。
这不就是DevOps那一套吗？没错， 写论文也可以很“工程化” 。
🔗 自动化引用：再也不用手动编号了！
建模论文动辄三四十页，几十个公式、十几张图、七八节内容……手动编号？迟早出错。
LaTeX的解决方案简单粗暴：标签-引用机制。
\section{模型建立}\label{sec:model}
如公式~\ref{eq:reaction-diffusion}所示：
\begin{equation}
\frac{\partial c}{\partial t} = \nabla \cdot (D \nabla c) + R(c)
\label{eq:reaction-diffusion}
\end{equation}
图~\ref{fig:simulation-result}展示了模拟结果。
\begin{figure}[htbp]
\centering
\includegraphics[width=0.8\linewidth]{figures/sim_result.png}
\caption{浓度分布演化}
\label{fig:simulation-result}
\end{figure}
\label 绑定标识符， \ref 引用编号， \pageref 还能查页码。
最关键的是： 你随便增删章节，所有引用自动更新 ！
⚠️ 注意：需要至少两次编译才能稳定显示引用。第一次收集信息到
.aux文件，第二次读取填充。如果用了BibTeX，可能要四次（xelatex → bibtex → xelatex ×2）。
模板到底该怎么用？读懂“必看文档”的底层逻辑
每届比赛主办方都会发一个“LaTeX模板使用说明必看.pdf”。很多人只是照着跑一遍，却不知道它为什么这么设计。
理解它的结构，等于拿到了通往高分论文的钥匙 🔑。
🗂 典型项目目录结构长什么样？
建议采用模块化组织：
/model-paper/
├── main.tex # 主文档入口
├── config/
│ ├── preamble.tex # 宏包导入
│ └── formatting.tex # 页面样式
├── sections/
│ ├── abstract.tex # 摘要
│ ├── intro.tex # 引言
│ ├── model.tex # 模型
│ ├── results.tex # 结果
│ └── conclusion.tex # 结论
├── figures/ # 图片资源
│ ├── flowchart.pdf
│ └── heatmap.png
├── bib/
│ └── refs.bib # 参考文献数据库
└── output/ # 编译产物输出（可选）
这种分离架构的好处显而易见：
- 每人负责一个 sections/ 下的文件，不会互相覆盖；
- config/ 统一管理全局样式，保证风格一致；
- 图片集中存放，便于压缩打包提交。
主文档 main.tex 长这样：
% 导言区配置
\input{config/preamble.tex}
\input{config/formatting.tex}
% 正文开始
\begin{document}
\input{sections/titlepage.tex}
\input{sections/abstract.tex}
\input{sections/intro.tex}
\input{sections/model.tex}
\input{sections/results.tex}
\input{sections/conclusion.tex}
\bibliography{bib/refs}
\appendix
\input{sections/appendix_a.tex}
\end{document}
简洁明了，一看就知道整个流程。
❗ “注意事项”里藏着哪些致命雷区？
很多队伍栽在一些看似不起眼的地方。来看几个高频坑点：
1. 禁止修改页边距
模板通常用 geometry 锁定了页面布局：
\usepackage[a4paper,left=2.5cm,right=2.5cm,top=2.5cm,bottom=2.5cm]{geometry}
千万别手痒去改！否则会影响盲审编号区域的位置，严重的话会被拒收 ❌。
2. 图片必须相对路径嵌入
正确姿势：
\includegraphics[scale=0.6]{../figures/flowchart.pdf}
绝对路径（如 C:\Users\... ）会导致别人编译失败。记住一句话： 路径越短越好，越相对越好 。
3. 中文不能加斜体
中文字体本身没有真正的“斜体”变体，强行 \emph{强调} 会出现奇怪的效果。
应该用加粗或引号代替：
\textbf{注意}：此处不应使用斜体表述中文
4. 参考文献必须用BibTeX
不允许在正文里手写 \begin{thebibliography} 。
必须维护一个 .bib 文件：
@article{smith2020reaction,
title={Reaction-diffusion systems in ecology},
author={Smith, J. and Wang, L.},
journal={J. Math. Biol.},
volume={81},
pages={123--156},
year={2020}
}
然后在 .tex 中通过 \cite{smith2020reaction} 引用。
这样做有两个好处：
- 格式自动统一；
- 换期刊/赛事时只需改 \bibliographystyle 。
编译引擎怎么选？XeLaTeX才是王道！
LaTeX不是只有一个编译器。常见的有三种： pdfLaTeX 、 XeLaTeX 、 LuaLaTeX 。它们的区别就像Python2和Python3一样关键。
| 特性 | pdfLaTeX | XeLaTeX | LuaLaTeX |
|---|---|---|---|
| 字符编码 | ASCII/Latin-1 | UTF-8原生支持 | UTF-8原生支持 |
| 字体支持 | Type1为主 | OpenType自由调用 | OpenType支持 |
| 中文处理 | 需CJK宏包 | 推荐xeCJK | luatexja（较新） |
| 脚本扩展 | 无 | 中等 | 支持Lua脚本 |
| 编译速度 | 快 | 中 | 较慢 |
| 兼容性 | 最佳 | 良好 | 部分宏包不兼容 |
结论很明确： XeLaTeX是目前处理中英混排的最佳选择 ✅。
原因很简单：
- 支持UTF-8，你可以直接在代码里打中文；
- 能直接调用系统字体（比如思源黑体、微软雅黑）；
- 配合 xeCJK 宏包，中英文间距自然协调。
典型编译命令：
xelatex -shell-escape -interaction=nonstopmode main.tex
参数解释：
- -shell-escape ：允许调用外部程序（比如Python绘图）；
- -interaction=nonstopmode ：遇到错误不停止，继续跑完看全部报错；
- 默认输出 main.pdf 。
pie
title 推荐编译引擎选择比例（基于2023年CUMCM抽样）
“XeLaTeX” : 78
“pdfLaTeX” : 15
“LuaLaTeX” : 5
“其他” : 2
超过四分之三的获奖队伍都在用XeLaTeX，趋势已经非常明显。
发行版怎么装？MiKTeX vs TeX Live深度对比
有了引擎，还得有“操作系统”级别的支持——这就是LaTeX发行版。
两大主流： MiKTeX 和 TeX Live 。
🧩 MiKTeX：新手友好，按需安装
最大亮点： 缺啥自动下啥 ！
比如你第一次用 tikz 画图，系统发现没装 pgf 包，就会弹窗问你：
The package 'pgf' is required but was not found.
Do you want to download and install it now?
[Yes] [No]
这对初学者太友好了，完全不用操心依赖问题。
缺点也很明显： 依赖网络 。比赛期间万一断网，那就GG了。
所以建议提前切换成“完整安装模式”。
graph TD
A[运行 latexmk main.tex] --> B{宏包已安装?}
B -- 是 --> C[继续编译]
B -- 否 --> D[触发 MikTeX Package Manager]
D --> E[联网下载]
E --> F[注册宏包]
F --> C
整个过程对用户透明，体验丝滑。
🛠 TeX Live：老炮首选，稳如泰山
由国际TeX用户组（TUG）维护，每年发布一次稳定版。
优势在于：
- 一次性安装4000+宏包，离线可用；
- Linux/macOS/Windows行为一致，适合跨平台协作；
- 版本锁定机制强，旧文档永远能编出来。
安装示例（Linux）：
wget http://mirror.ctan.org/systems/texlive/tlnet/install-tl-unx.tar.gz
tar -xzf install-tl-unx.tar.gz
cd install-tl-*
sudo ./install-tl --profile=/path/to/profile.tlpobj
配置文件 profile.tlpobj 内容：
selected_scheme scheme-full
option_doc 0
option_src 0
表示安装完整版但不带文档和源码，节省约10GB空间。
| 对比项 | MiKTeX | TeX Live |
|---|---|---|
| 初始体积 | ~100MB | ~6GB |
| 网络依赖 | 强 | 弱 |
| 更新机制 | 自动推送 | 手动控制 |
| 企业级支持 | 无 | 社区完善 |
| 中文兼容性 | 一般 | 良好 |
建议 ：
- 个人练习 → MiKTeX（省空间）
- 正式比赛 → TeX Live（求稳）
编辑器怎么配？VS Code才是现代标准
光有后端还不行，前端编辑器也得跟上。
常用选项：TeXworks、TeXstudio、VS Code + LaTeX Workshop。
| 功能 | TeXworks | TeXstudio | VS Code |
|---|---|---|---|
| 语法高亮 | ✅ | ✅✅✅ | ✅✅✅ |
| 自动补全 | ✅ | ✅✅✅ | ✅✅✅ |
| Git集成 | ❌ | ✅ | ✅✅✅ |
| 多文档管理 | ❌ | ✅✅ | ✅✅✅ |
| 插件生态 | 弱 | 中 | 极强 |
毫无疑问， VS Code + LaTeX Workshop 是当前最优解 🏆。
配置步骤：
- 安装 LaTeX Workshop 插件；
- 创建
.vscode/settings.json：
{
"latex-workshop.latex.tools": [
{
"name": "xelatex",
"command": "xelatex",
"args": [
"-synctex=1",
"-interaction=nonstopmode",
"-file-line-error",
"%DOC%"
]
},
{
"name": "bibtex",
"command": "bibtex",
"args": ["%DOCFILE%"]
}
],
"latex-workshop.latex.recipes": [
{
"name": "xelatex → bibtex → xelatex×2",
"tools": ["xelatex", "bibtex", "xelatex", "xelatex"]
}
],
"latex-workshop.view.pdf.viewer": "tab"
}
搞定之后，按 Ctrl+Alt+B 一键编译，PDF在侧边栏实时预览，Ctrl+点击还能跳转代码 ↔ PDF位置，效率拉满 ⚡️。
中文支持怎么搞？别再让字体报错折磨你了！
中文排版三大难题：编码、字体、引擎适配。
解决方案一句话总结： XeLaTeX + xeCJK + UTF-8 + 系统字体 。
\usepackage{fontspec}
\usepackage{xeCJK}
\setCJKmainfont{SimSun}[
BoldFont=SimHei,
ItalicFont=KaiTi
]
-
fontspec：启用OpenType字体访问； -
xeCJK：智能识别中西文流； - 设置宋体为默认，黑体为粗体，楷体为“伪斜体”。
如果你还想着用古老的 CJK 宏包，那真的该升级了。那种方式配置复杂、容易乱码，早就该淘汰了 💀。
为了兼容不同系统，还可以加个判断：
\ifnum\pdfstrcmp{\sysplatform}{darwin}=0
% macOS
\setCJKmainfont{STSong}
\else
% Windows
\setCJKmainfont{SimSun}
\fi
这样一套模板就能在Mac和Windows上无缝切换。
模板骨架怎么搭？五步写出专业论文框架
现在我们来动手构建一个标准的 main.tex 。
Step 1: 文档类定义
\documentclass[12pt,a4paper,oneside]{article}
-
12pt：便于评阅； -
a4paper：国内通用； -
oneside：单面打印，页边距统一。
如果是MCM专用模板，可能是：
\documentclass[mcm]{mcmthesis}
已经内置封面、题号等格式。
Step 2: 导言区配置（Preamble）
这里是技术中枢：
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage{xeCJK}
\usepackage{amsmath, amssymb}
\usepackage{graphicx}
\usepackage{booktabs}
\usepackage{float}
\usepackage{hyperref}
\usepackage{geometry}
\geometry{left=2.5cm,right=2.5cm,top=2.5cm,bottom=2.5cm}
\setCJKmainfont{SimSun}
\setCJKsansfont{SimHei}
\newcommand{\R}{\mathbb{R}}
\newcommand{\norm}[1]{\left\|#1\right\|}
⚠️ 注意：
hyperref最好放在最后加载，避免与其他宏包冲突。
Step 3: 摘要写作规范
摘要是门面，必须精炼有力：
\begin{abstract}
本文针对城市交通拥堵预测问题，构建了一种融合时空特征的LSTM-GCN联合模型……具备较强的预测稳定性与泛化能力。本研究为智慧城市建设提供了有效的数据驱动决策支持。
\textbf{关键词：} 交通预测；图卷积网络；LSTM；时空建模；深度学习
\end{abstract}
四大要素不能少：
1. 问题陈述（“针对……”）
2. 方法概述（“构建了……”）
3. 结果展示（“降低37.2%”）
4. 价值提炼（“为……提供支持”）
Step 4: 图表联动技巧
表格要用 booktabs 三线式，别再用 \hline 了：
\begin{table}[htbp]
\centering
\caption{性能对比}
\label{tab:perf}
\begin{tabular}{lcccc}
\toprule
模型 & MAE & RMSE & MAPE(\%) & R² \\
\midrule
ARIMA & 12.4 & 18.7 & 15.3 & 0.62 \\
\textbf{LSTM-GCN（本文）} & \textbf{5.9} & \textbf{9.8} & \textbf{7.2} & \textbf{0.91} \\
\bottomrule
\end{tabular}
\end{table}
图文引用：
如图~\ref{fig:arch}所示……结合表~\ref{tab:perf}可见……
~ 防止断行，“图3”不会被拆开。
Step 5: 参考文献自动化
用BibTeX管理 .bib 文件：
@article{zhang2021stresnet,
title={ST-ResNet: A deep learning framework for urban traffic forecasting},
author={Zhang, Junbo and Zheng, Yu and Qi, Dekang},
journal={IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems},
year={2021}
}
引用方式： \cite{zhang2021stresnet}
换风格只需改一行：
\bibliographystyle{IEEEtran} % 工程类常用
% \bibliographystyle{plainnat} % 通用学术风
实战技巧大放送：高手都在偷偷用的绝招
最后分享几个提升逼格的小技巧：
🔥 自定义命令封装
减少重复输入，提高一致性：
\newcommand{\diff}[2]{\frac{\partial #1}{\partial #2}} % 偏导
\newcommand{\limit}[2]{\lim_{#1 \to #2}} % 极限
\newcommand{\vect}[1]{\mathbf{#1}} % 向量
以后直接写 \diff{u}{t} 就行。
建议把这些封装成 .sty 文件，形成自己的“工具库”。
🎨 TikZ画图：矢量图才是王道
比起截图，TikZ生成的图才是真·专业：
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{arrows, positioning}
\begin{tikzpicture}[node distance=2cm, auto, state/.style={circle, draw}]
\node[state] (S) {S};
\node[state, right of=S] (I) {I};
\node[state, right of=I] (R) {R};
\path[->, >=stealth]
(S) edge node{$\beta$} (I)
(I) edge node{$\gamma$} (R);
\end{tikzpicture}
输出是纯矢量，放大无锯齿，字体与正文一致，还能嵌入公式，简直无敌 🤩。
🛠 编译失败怎么办？
常见错误：
-
Undefined control sequence→ 拼错了或者没加宏包； -
File not found→ 图片路径不对； - 引用编号为空 → 没编译够次数。
解决办法：
1. 看日志定位行号；
2. 清缓存重试：
rm *.aux *.log *.toc *.bbl *.blg
xelatex main.tex
bibtex main.aux
xelatex main.tex
xelatex main.tex
🏆 学习优秀论文的结构艺术
看看特等奖论文是怎么组织的：
\section{Model Development}
\subsection{Assumptions}
\begin{itemize}
\item The population is closed.
\item Incubation period follows exponential distribution.
\end{itemize}
\subsection{Base Model Formulation}
We propose a modified SEIR system...
特点：
- 层级清晰；
- 每节开头概括目标；
- 关键假设单独列出；
- 模型命名规范化（如“Model A”）。
模仿是最好的学习方式。
写在最后：把LaTeX当成工程项目来做
回到开头的问题：为什么有些队伍总能拿奖？
因为他们早就意识到： 建模 ≠ 只做数学题 。
从第一天起，他们就把整件事当作一个“软件项目”来运作：
- 用Git管理版本；
- 用LaTeX写文档；
- 用自动化工具提效；
- 分工明确，接口清晰。
而这一切的基础，就是你现在看到的这套LaTeX工程体系。
别等到比赛前两天才开始折腾环境。 现在就开始搭建你的专属模板吧 ！
等你真正用顺手了就会发现：原来写论文，也可以这么爽 🚀。
简介：五一数学建模LaTeX模板是一套专为参赛者设计的专业文档解决方案，集成数学公式排版、图表支持与标准化格式，显著提升论文编写效率与质量。本模板包含使用说明文档、纯净源码模板、优秀排版范例及必要字体包，帮助用户快速搭建符合竞赛要求的高质量论文框架。通过学习和使用该模板，参赛者可专注于模型构建与分析，避免格式困扰，实现专业排版自动化，是备战五一数学建模竞赛的必备工具。
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