LaTeX 수식 입문 — 인라인과 디스플레이 모드 (`$...$` vs `equation`)

LaTeX에서 수식은 인라인 모드 $...$ 와 디스플레이 모드 equation 두 가지로 입력합니다. 이 글 하나만 읽으면 둘 중 어느 쪽을 언제 써야 할지 결정할 수 있습니다.

Word나 Google Docs로 논문을 쓰다 막힌 분이라면, 이 차이부터 알고 시작하는 게 가장 빠른 길입니다. LaTeX 수식 입력의 기본 두 모드를 코드와 결과로 비교해 봅니다.

인라인 수식 — 문장 안에 끼워 넣기

텍스트 흐름 안에 수식을 넣을 때 $...$ 로 감쌉니다.

  
아인슈타인의 유명한 방정식 $E = mc^2$는 에너지와 질량의 관계를 나타냅니다.

출력:

아인슈타인의 유명한 방정식 $E = mc^2$는 에너지와 질량의 관계를 나타냅니다.

인라인 수식의 핵심은 줄 높이에 맞춰 크기가 자동 조정된다는 점입니다. 본문 흐름이 깨지지 않게 살짝 압축됩니다.

인라인 안에서 분수나 합산 기호는 줄 간격을 막기 위해 자동으로 축소됩니다.

  
도함수 정의는 $\lim_{h \to 0} \frac{f(x+h)-f(x)}{h}$ 입니다.

$\lim$ 아래 첨자와 분수가 디스플레이 모드보다 훨씬 작게 표시됩니다. 식이 길고 복잡하면 디스플레이로 빼는 게 정답입니다. 크기를 강제로 키우려면 \dfrac 이나 \displaystyle — 다음 글에서 다룹니다.

수식을 본문에서 분리해 큰 폰트로 보여줄 때 디스플레이 모드를 씁니다. 두 가지 문법이 있습니다.

  
질량-에너지 등가식은 다음과 같습니다.

$$E = mc^2$$

여기서 $E$는 에너지, $m$은 질량, $c$는 빛의 속도입니다.

쉽고 빠르지만 수식 번호가 안 붙습니다. 짧은 메모나 강의 노트에는 충분하지만, 논문에는 부족합니다.

  
질량-에너지 등가식은 다음과 같습니다.

\begin{equation}
  E = mc^2
  \label{eq:einstein}
\end{equation}

여기서 $E$는 에너지, $m$은 질량, $c$는 빛의 속도입니다.

출력에서 수식 오른쪽에 (1), (2) 같은 번호가 자동으로 붙습니다. 위 예제는 다음과 같이 렌더링됩니다.

\[E = mc^2 \tag{1}\]

\label{eq:einstein} 을 붙여 놓으면 \eqref{eq:einstein} 으로 어디서든 가리킬 수 있습니다.

  
앞서 본 식 \eqref{eq:einstein} 에서 $c$ 는 진공 중 빛의 속도다.

수식 순서를 바꿔도 번호가 자동으로 다시 매겨지고, 모든 참조가 동시에 갱신됩니다. Word에서 수식 10개 넘어가면 번호에 손이 가던 작업이 사라집니다.

구분	인라인 $...$	디스플레이 `$$...$$`	디스플레이 `equation`
위치	문장 안	별도 줄	별도 줄
크기	본문 크기 (분수·적분 자동 축소)	큰 폰트	큰 폰트
번호	없음	없음	자동 `(1), (2), ...`
참조	—	불가	`\label` + `\eqref`
적합	짧은 식, 변수, 기호	빠른 메모	논문·보고서

\[ ... \] 는 $$...$$ 와 동일한 표준 LaTeX 문법 — 디스플레이 모드의 “번호 없는 버전” 입니다.

LaTeX 수식 입력은 인라인과 디스플레이 두 모드의 선택입니다. 논문을 쓴다면 디스플레이는 거의 항상 equation 환경 — 수식 번호 자동 관리 하나가 워드 프로세서와 비교 불가한 차이를 만듭니다.

다음 글에서는 이 두 모드 안에서 가장 자주 쓰는 다섯 가지 — 분수·제곱·루트·적분·합산 — 의 문법을 정리합니다.

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