LaTeX 完整入門：從第一份 PDF 到中文、公式、圖表與參考文獻

部分資料由 AI 生成。

LaTeX 是以純文字撰寫、再編譯成 PDF 的排版系統。它特別適合公式多、章節長、需要交叉引用或管理參考文獻的報告與論文。剛開始會多一道編譯步驟，但文件結構穩定後，目錄、編號、引用與版面都能由系統一致處理。

本文從安裝開始，依序介紹文件結構、繁體中文、數學公式、圖片、表格、交叉引用、參考文獻與除錯。範例以 2026 年的 TeX Live、LuaLaTeX 與 VS Code + LaTeX Workshop 為主，也提供 Overleaf、MiKTeX 與 MacTeX 的選擇方式。

本文最後更新於 2026 年 9 月 14 日。第一次接觸 LaTeX 時，先完成「最快開始的方法」「建立第一份文件」與「加入繁體中文」；需要寫報告時，再讀公式、圖表及參考文獻章節。

先理解 LaTeX 的工作方式

Word 類編輯器直接顯示接近成品的頁面；LaTeX 則把內容與排版命令寫進 .tex 純文字檔，再交給編譯引擎產生 PDF。原始碼可以使用 Git 管理，也容易搜尋、比較與重複使用。

flowchart LR A[main.tex<br/>文字與排版命令] --> B[LaTeX 編譯引擎] C[圖片與字型] --> B D[references.bib<br/>文獻資料] --> B B --> E[main.pdf] B --> F[日誌與輔助檔] F -. 再次編譯 .-> B

常見名詞容易混在一起，可以先這樣分：

名稱	用途	例子
LaTeX 發行版	提供編譯器、套件、字型與管理工具	TeX Live、MiKTeX、MacTeX
編譯引擎	讀取 `.tex` 並排版	pdfLaTeX、XeLaTeX、LuaLaTeX
編輯器	編寫原始碼、呼叫編譯器、預覽 PDF	VS Code、TeXworks、TeXShop、Overleaf
建置工具	自動判斷要編譯幾次及是否執行文獻工具	latexmk

只安裝 VS Code 或 LaTeX Workshop 還不能編譯文件；本機仍需要 TeX Live、MiKTeX 或 MacTeX。Overleaf 在遠端準備好編譯環境，因此瀏覽器開啟專案後即可使用。

最快開始的方法

不想安裝：使用 Overleaf

若只是第一次試用、需要與同學共同編輯，或學校提供 Overleaf 帳號，可以先建立空白專案，把本文範例貼進 main.tex 後按下 Recompile。優點是不用處理本機套件與環境變數；缺點是編譯仰賴網路，免費方案也可能有編譯時間與協作功能限制。

Windows：TeX Live + VS Code

本文建議一般初學者安裝完整的 TeX Live，再搭配 VS Code 的 LaTeX Workshop。完整安裝占用空間較大，但較少在寫到一半時缺套件。

從 TeX Live 官方安裝頁下載 install-tl-windows.exe。
執行安裝程式。若電腦空間足夠，可保留完整安裝方案；安裝時間會受到 CTAN 鏡像站與網路速度影響。
安裝完成後開啟新的 PowerShell，確認指令可用：

latex --version
lualatex --version
latexmk --version

在 VS Code 的 Extensions 搜尋並安裝 LaTeX Workshop。
完全關閉再重開 VS Code，開啟含有 main.tex 的資料夾後執行 Build LaTeX project。

若 Windows 使用者資料夾名稱含非 ASCII 字元，而 TeX Live 安裝或 SyncTeX 遇到異常，可把 TeX Live 與 LaTeX 專案放在英數路徑，例如 C:\texlive 與 C:\latex-projects。不要在路徑問題尚未確認前反覆重裝。

也可以改用 MiKTeX，它能在需要時下載缺少的套件。使用 LaTeX Workshop 的預設 latexmk 配方時，還要確認系統有可用的 Perl；若想減少額外設定，TeX Live 通常較省事。

macOS：MacTeX

從 MacTeX 官方網站安裝完整 MacTeX。它包含 TeX Live、TeXShop 與相關工具，支援 Intel 與 Apple 晶片。安裝後可先在 Terminal 確認：

which lualatex
lualatex --version
latexmk --version

若編輯器找不到 TeX，macOS 上的標準執行檔連結通常是 /Library/TeX/texbin。修改 PATH 後要重開編輯器，讓它讀取新環境。

Ubuntu／Debian

發行版套件庫的版本可能比 TeX Live 官方版舊，但安裝和更新方式最單純。空間足夠時可安裝完整套件：

sudo apt update
sudo apt install texlive-full latexmk

若不想安裝完整集合，可依需求選擇 texlive-latex-extra、texlive-lang-chinese、texlive-luatex、biber 等套件。精簡安裝較省空間，缺點是遇到 File ... not found 時要自行找出對應套件。

建立第一份文件

建立資料夾 latex-first-document，在裡面新增 main.tex：

\documentclass{article}

\title{My First LaTeX Document}
\author{Your Name}
\date{\today}

\begin{document}

\maketitle

\section{Introduction}
Hello, LaTeX!

\end{document}

在該資料夾開啟終端機並執行：

latexmk -pdf main.tex

成功後會得到 main.pdf。使用 VS Code 時，也可按 Ctrl + Alt + B 執行 LaTeX Workshop 的預設建置，再從側邊欄開啟 PDF。快捷鍵可能受作業系統、版本或其他外掛程式影響，以 Command Palette 顯示的命令為準。

文件分成兩部分：

\documentclass{article} 到 \begin{document} 之前是前言區，用來選擇文件類別、載入套件與設定全域格式。
\begin{document} 與 \end{document} 之間是本文內容。

常用文件類別如下：

類別	適合內容
`article`	作業、短報告、論文文章
`report`	有章節的長篇報告、學位論文
`book`	書籍，支援左右頁與更完整的前後文結構
`beamer`	簡報
`ctexart`、`ctexrep`	需要中日韓文字與中文章節名稱的文章、報告

加入繁體中文

中文文件建議使用 LuaLaTeX 或 XeLaTeX，兩者能直接使用 Unicode 與系統字型。以下範例使用 ctexart，並要求 LuaLaTeX 編譯：

\documentclass[UTF8]{ctexart}
\usepackage[a4paper,margin=2.5cm]{geometry}

\title{我的第一份中文 LaTeX 文件}
\author{王小明}
\date{\today}

\begin{document}

\maketitle

\section{前言}
這份文件使用 UTF-8 編碼與 LuaLaTeX 編譯。

\section{內容}
中文、English 與數學公式可以放在同一份文件中。

\end{document}

編譯指令：

latexmk -lualatex main.tex

若系統找不到中文字型，可用 fontspec 與 xeCJK／luatexja-fontspec 指定已安裝的字型，但跨電腦分享時要確認對方也有同一套字型。專案需要長期重現時，應在 README 記錄編譯引擎、TeX Live 年份與字型名稱。

不要用 pdfLaTeX 直接編譯上述中文範例。pdfLaTeX 的傳統字型與編碼流程不適合直接處理現代 Unicode 中文；看到亂碼或 Unicode character 錯誤時，先確認實際執行的引擎是否為 LuaLaTeX／XeLaTeX。

文字、章節與清單

LaTeX 以空白行分隔段落。原始碼中的單一換行通常只當成空白，不會強制換行；要開始新段落，留一行空白即可。

\section{研究背景}
這是第一段。原始碼可以依閱讀需要換行，LaTeX 會自行決定版面上的斷行位置。

這是第二段。

\subsection{研究目的}
文字可以使用 \textbf{粗體}、\textit{斜體} 與 \emph{語意強調}。

項目符號與編號清單分別使用 itemize 和 enumerate：

\begin{itemize}
  \item 第一項
  \item 第二項
\end{itemize}

\begin{enumerate}
  \item 安裝 LaTeX 發行版。
  \item 建立原始碼。
  \item 編譯並檢查 PDF。
\end{enumerate}

以下字元在 LaTeX 有特殊用途，若要顯示字面內容，通常要加反斜線：

想顯示	寫法	原本用途
`%`	`\%`	註解
`$`	`\$`	數學模式
`&`	`\&`	表格欄位分隔
`#`	`\#`	巨集參數
`_`	`\_`	數學下標
`{`、`}`	`\{`、`\}`	命令參數與群組
`\`	`\textbackslash{}`	命令開頭

百分比符號 % 之後直到該行結尾都屬於註解：

這段會顯示。 % 這段不會出現在 PDF

數學公式

想從基本符號一路學到矩陣、分段函數、多行推導與公式編號，可接著閱讀LaTeX 數學排版完整教學。新頁的每組範例都先列出原始碼，再用本站的 MathJax 顯示實際結果。

行內公式放在 $...$ 之間，例如 質能關係為 $E=mc^2$。。較長的公式可用 equation 環境，方便編號及引用。

\usepackage{amsmath,amssymb}

% 放在 document 環境內
質能關係為 $E=mc^2$。

\begin{equation}
  \int_0^1 x^2\,\mathrm{d}x = \frac{1}{3}
  \label{eq:integral}
\end{equation}

由式~\eqref{eq:integral} 可得積分結果。

這個網站上的 MathJax 預覽會把下式顯示成獨立公式：

\[ \sum_{k=1}^{n} k = \frac{n(n+1)}{2} \]

常用數學寫法：

結果	LaTeX 原始碼
上標、下標	`x^2`、`a_i`、`a_{i+1}`
分數	`\frac{a}{b}`
根號	`\sqrt{x}`、`\sqrt[n]{x}`
希臘字母	`\alpha`、`\beta`、`\theta`、`\Omega`
求和、積分	`\sum_{i=1}^{n}`、`\int_a^b`
自動調整括號	`\left( ... \right)`
一般文字	`\text{條件成立}`，需要 `amsmath`

多行推導可使用 align。以 & 指定對齊位置，以 \\ 換到下一行：

\begin{align}
  (a+b)^2
    &= (a+b)(a+b) \\
    &= a^2 + 2ab + b^2
\end{align}

不要用大量空格硬推公式位置；數學模式會忽略一般空格。需要小間距可用 \,，乘號可用 \times，微分符號的直立體可寫成 \mathrm{d}x。

圖片、表格與浮動位置

圖片通常放在專案內的 images 資料夾，並以相對路徑引用：

\usepackage{graphicx}

% 放在 document 環境內
\begin{figure}[htbp]
  \centering
  \includegraphics[width=0.75\textwidth]{images/experiment.png}
  \caption{實驗裝置}
  \label{fig:experiment}
\end{figure}

圖~\ref{fig:experiment} 顯示實驗裝置的配置。

figure 和 table 是浮動環境。參數 [htbp] 表示可嘗試放在原始碼附近、頁首、頁尾或獨立浮動頁；它不是絕對命令。圖片跑到下一頁時，先檢查該頁剩餘空間與圖片尺寸，不要一開始就用負間距強拉位置。

基本表格使用 tabular：

\usepackage{booktabs}

\begin{table}[htbp]
  \centering
  \caption{量測結果}
  \label{tab:result}
  \begin{tabular}{lrr}
    \toprule
    樣本 & 電壓（V） & 電流（mA） \\
    \midrule
    A & 5.02 & 18.4 \\
    B & 4.98 & 17.9 \\
    \bottomrule
  \end{tabular}
\end{table}

{lrr} 代表第一欄靠左、後兩欄靠右；每欄以 & 分隔，每列以 \\ 結束。booktabs 的橫線較適合正式報告，也能避免表格被過多直線切碎。

標籤與交叉引用

圖、表、章節和公式應使用 \label 與 \ref，不要手動寫死「見圖 3」。加入新內容後，LaTeX 會自動更新編號。

\section{實驗方法}
\label{sec:method}

詳細流程見第~\ref{sec:method} 節。

標籤名稱只供原始碼辨識，可依類型加前綴：

前綴	用途	例子
`sec:`	章節	`sec:method`
`fig:`	圖片	`fig:circuit`
`tab:`	表格	`tab:result`
`eq:`	公式	`eq:newton`

第一次編譯時若看到 ??，通常不是程式壞掉。LaTeX 要先把標籤寫進輔助檔，再於下一輪讀回；latexmk 會自動執行需要的輪數。

參考文獻：BibLaTeX + Biber

文獻少時可以用 thebibliography 手動寫，但報告持續增修時，建議把資料集中在 .bib 檔。以下採用 BibLaTeX 與 Biber。

建立 references.bib：

@book{lamport1994,
  author    = {Leslie Lamport},
  title     = {LaTeX: A Document Preparation System},
  edition   = {2},
  year      = {1994},
  publisher = {Addison-Wesley}
}

在 main.tex 載入文獻資料並引用：

\usepackage[backend=biber,style=numeric]{biblatex}
\addbibresource{references.bib}

% 放在 document 環境內
LaTeX 的設計強調以結構描述文件\cite{lamport1994}。

\printbibliography

使用 latexmk -lualatex main.tex 時，latexmk 通常會自動呼叫 Biber。若手動執行，順序是：

lualatex main.tex
biber main
lualatex main.tex
lualatex main.tex

biber main 的參數是主檔檔名，不加 .tex。若出現 Citation ... undefined，先確認引用鍵拼字、.bib 語法與 Biber 是否真的執行，再清理輔助檔重新建置。

拆分長文件

長報告不必全部塞在 main.tex。可把章節分開，讓主檔負責全域設定與組合順序：

my-report/
├─ main.tex
├─ references.bib
├─ chapters/
│  ├─ introduction.tex
│  ├─ method.tex
│  └─ results.tex
└─ images/
   └─ experiment.png

main.tex 中使用：

\begin{document}

\maketitle
\tableofcontents

\input{chapters/introduction}
\input{chapters/method}
\input{chapters/results}

\printbibliography

\end{document}

\input 只是把另一個檔案的內容插入目前位置，子檔不需要再次寫 \documentclass 或 \begin{document}。路徑通常以主檔所在資料夾為基準。

若用 Git 管理專案，可以提交 .tex、.bib、圖片與必要設定，忽略可重建的輔助檔：

*.aux
*.bbl
*.bcf
*.blg
*.fdb_latexmk
*.fls
*.log
*.out
*.run.xml
*.synctex.gz
*.toc

是否提交 PDF 取決於用途。原始碼倉庫通常忽略 PDF；作業繳交或 release 則可保留指定成品。

可直接編譯的中文報告範例

以下範例全部寫在 main.tex，會產生標題、目錄、公式與表格，適合用來確認 LuaLaTeX、中文字型、交叉引用與套件是否正常。

\documentclass[UTF8,12pt]{ctexart}

\usepackage[a4paper,margin=2.5cm]{geometry}
\usepackage{amsmath,amssymb}
\usepackage{booktabs}
\usepackage{hyperref}

\title{自由落體實驗報告}
\author{王小明}
\date{\today}

\begin{document}

\maketitle
\tableofcontents

\section{實驗目的}

量測物體落下的時間，並由位移與時間估算重力加速度。

\section{理論}

忽略空氣阻力且初速為零時，位移 $h$ 與時間 $t$ 的關係為

\begin{equation}
  h = \frac{1}{2}gt^2,
  \label{eq:fall}
\end{equation}

其中 $g$ 為重力加速度。由式~\eqref{eq:fall} 可得

\begin{equation}
  g = \frac{2h}{t^2}.
\end{equation}

\section{量測結果}

\begin{table}[htbp]
  \centering
  \caption{不同高度的落下時間}
  \label{tab:fall-time}
  \begin{tabular}{ccc}
    \toprule
    次數 & 高度 $h$（m） & 時間 $t$（s） \\
    \midrule
    1 & 1.00 & 0.45 \\
    2 & 1.00 & 0.46 \\
    3 & 1.00 & 0.44 \\
    \bottomrule
  \end{tabular}
\end{table}

量測值整理於表~\ref{tab:fall-time}。後續可計算各次的 $g$，再比較平均值與標準值的差異。

\section{結論}

本實驗示範如何用公式、表格與交叉引用整理量測結果。

\end{document}

編譯：

latexmk -lualatex main.tex

清除輔助檔但保留 PDF：

latexmk -c

連同 PDF 一併清除：

latexmk -C

常見錯誤與除錯順序

LaTeX 的錯誤常會連鎖出現。先修日誌中的第一個錯誤，再重新編譯；直接追最後一條錯誤，往往只會看到前面問題造成的結果。

`command not found` 或 VS Code 找不到 `latexmk`

先在 VS Code 以外的新終端機執行：

latexmk --version
lualatex --version

終端機也找不到時，問題在發行版或 PATH；終端機可以、VS Code 不行時，完全關閉並重開 VS Code。Windows 若剛完成 TeX Live 安裝，也可登出再登入，讓所有程式取得新的環境變數。

`File 'xxx.sty' not found`

代表套件沒有安裝，或目前使用的發行版不是你以為的那套。TeX Live 可先查檔案屬於哪個套件，再用 tlmgr 安裝；MiKTeX 可透過 MiKTeX Console 安裝或啟用缺少套件時詢問。

kpsewhich xxx.sty
tlmgr search --global --file '/xxx.sty'

在 Linux 使用系統套件庫安裝 TeX Live 時，不要混用需要系統管理員權限的發行版套件與不相容的 tlmgr 更新流程。優先透過該 Linux 發行版的套件管理器補齊套件。

`Undefined control sequence`

常見原因是命令拼錯、忘了載入提供該命令的套件，或使用了不支援的編譯引擎。查看錯誤訊息附近的命令，回頭檢查套件文件與前言區。

`Missing } inserted`、`Runaway argument`

多半是 {} 沒有成對，或環境缺少對應的 \end{...}。從第一個報錯位置往前檢查，不要只看 LaTeX 猜測插入右括號的那一行。

圖片找不到

確認檔名大小寫、附檔名與相對路徑。Windows 對大小寫通常較寬鬆，Linux 和 Overleaf 會區分 Plot.png 與 plot.png。移動主檔或用不同工具建置時，也要確認工作目錄是否改變。

引用顯示 `??` 或文獻沒有出現

交叉引用通常需要再編譯；文獻還需要 Biber／BibTeX。使用 latexmk 可自動處理大多數情況。若問題持續，執行 latexmk -C 清除舊輔助檔，再重新建置。

PDF 有警告但仍產生

Overfull \hbox 代表內容超出可排版寬度，常見於長網址、長公式或不能斷行的文字。Underfull \hbox 則代表排版過鬆。警告不一定阻止 PDF 產生，但交件前仍應檢查對應頁面。

寫報告時的檢查表

主檔與所有文字檔使用 UTF-8 編碼。
中文專案固定使用 LuaLaTeX 或 XeLaTeX，並讓編輯器配方一致。
圖、表、公式與章節透過 \label、\ref 或 \eqref 引用。
圖片使用相對路徑，檔名大小寫與實際檔案完全相同。
文獻引用鍵存在，Biber／BibTeX 已完成執行。
先修第一個編譯錯誤，再處理後續訊息。
交件前從頭閱讀 PDF，確認目錄、頁碼、浮動位置、字型與超出版面警告。
保留 .tex、.bib、圖片與編譯說明，不只保留最後的 PDF。

官方參考資料

完成第一份文件後，最有效的練習是把正在寫的作業搬進 LaTeX：先只處理標題、章節與公式，確認能穩定編譯，再逐步加入圖片、表格和文獻。每次只增加一種結構，發生錯誤時就能快速找到剛改動的位置。