Comment changer de police en mode mathématique ?

1.  Avec les extensions mathtools et amssymb

Pour les opérations suivantes, il faut charger les extensions mathtools (ou amsmath) et amssymb.

1.1.  Les polices classiques

Il existe un certain nombre de commandes de changement de police pour LaTeX. Il s’agit de :

• \mathrm pour du roman ;

• \mathbf pour du gras (bold font) ;

• \mathsf pour du sans empattement (sans serif) ;

• \mathtt pour de la chasse fixe (ou typewriter, machine à écrire) ;

• \mathit pour de l’italique ;

• \mathnormal pour revenir à la fonte par défaut.

\documentclass{article}
  \usepackage[T1]{fontenc}    % Encodage T1 (adapté au français)
  \usepackage{lmodern}        % Caractères plus lisibles
  \pagestyle{empty}           % N'affiche pas de numéro de page
  \usepackage{mathtools,amssymb}

\begin{document}
\[ 
  \mathrm{ABcd} \neq \mathbf{ABcd} \neq \mathsf{ABcd} 
  \neq \mathtt{ABcd} \neq \mathit{ABcd}
\]
\end{document}

1.2.  Une police gothique

Cette police est accessible par la commande \mathfrak{⟨texte⟩}. Il existe également une commande \frak{⟨texte⟩} mais elle est considérée comme obsolète par l’extension (elle est conservée pour raison de compatibilité). Le gras pour cette police s’obtient avec la combinaison \boldsymbol{\mathfrak{⟨texte⟩}}. En voici un exemple d’utilisation.

\documentclass{article}
  \usepackage[T1]{fontenc}    % Encodage T1 (adapté au français)
  \usepackage{lmodern}        % Caractères plus lisibles
  \pagestyle{empty}           % N'affiche pas de numéro de page
  \usepackage{mathtools,amssymb}

\begin{document}
\[ \mathfrak{ABcd} \neq ABcd \]
\[ \boldsymbol{\mathfrak{ABcd}} \neq ABcd \]
\end{document}

1.3.  Une police calligraphique

Cette police s’obtient avec la commande \mathcal{⟨texte⟩} avec une limitation importante : ne sont accessibles que les lettres majuscules. Le gras s’obtient avec la même technique que précédemment : \boldsymbol{\mathcal{⟨texte⟩}}. En voici un exemple d’utilisation.

\documentclass{article}
  \usepackage[T1]{fontenc}    % Encodage T1 (adapté au français)
  \usepackage{lmodern}        % Caractères plus lisibles
  \pagestyle{empty}           % N'affiche pas de numéro de page
  \usepackage{mathtools,amssymb}

\begin{document}
\[ \mathcal{ABCD} \neq ABCD \]
\[ \boldsymbol{\mathcal{ABCD}} \neq ABCD \]
\end{document}

Vous pouvez aussi générer tout l’alphabet (majuscule) correspondant et créer une commande \mathbfcal avec les définitions suivantes :

\DeclareSymbolFont{boldsymbols}{OMS}{cmsy}{b}{n}
\DeclareSymbolFontAlphabet{\mathbfcal}{boldsymbols}

1.4.  Une police gras italique

Ce cas demande de déclarer les commandes allant chercher les bons caractères. En voici deux variantes :

\DeclareMathAlphabet\mbi{OML}{cmm}{b}{it}

\DeclareSymbolFont{mathbold}{OML}{cmm}{b}{it}
\DeclareMathSymbol{\biGamma}{\mathord}{mathbold}{0}

1.5.  Des symboles gras

Comme vu plus haut, ils s’obtiennent avec la commande \boldsymbol{⟨symbole⟩} mais peuvent être aussi obtenus par des définitions comme celle-ci pour le symbole « \(\alpha\) » :

\DeclareSymbolFont{mathbold}{OML}{cmm}{b}{it}
\DeclareMathSymbol{\balpha}{\mathord}{mathbold}{11}

Si cela ne marche pas, c’est que les caractères gras correspondants n’existent pas. Il faut alors soit utiliser la commande \pmb{...} qui permet de « graisser » un symbole mathématique, soit utiliser une extension supplémentaire telle que amsbsy. Il existe par ailleurs des versions Postscript de polices AMS disponibles sur le CTAN.

2.  D’autres solutions pour le gras

2.1.  Avec la commande \mathversion

Pour écrire toute une formule en gras, vous pouvez aussi utiliser la commande \mathversion{⟨argument⟩} de LaTeX. Ici, ⟨argument⟩ peut valoir bold ou normal comme dans l’exemple suivant.

\documentclass{article}
  \usepackage[T1]{fontenc}    % Encodage T1 (adapté au français)
  \usepackage{lmodern}        % Caractères plus lisibles
  \pagestyle{empty}           % N'affiche pas de numéro de page
  \usepackage{mathtools,amssymb}

\begin{document}
Une formule importante :
\mathversion{bold}
\[ \sum_{i=0}^n u_i + v_i \]

Une formule moins importante :
\mathversion{normal}
\[ \sum_{i=0}^n u_i + v_i \]
\end{document}

2.2.  Avec l’extension bm

L’extension bm permet de bien gérer les symboles mathématiques en gras.

\documentclass{article}
  \usepackage[T1]{fontenc}    % Encodage T1 (adapté au français)
  \usepackage{lmodern}        % Caractères plus lisibles
  \pagestyle{empty}           % N'affiche pas de numéro de page
  \usepackage{bm}

\begin{document}
Une formule importante :
\[ \bm{\sum_{i=0}^n u_i + v_i} \]

Une formule moins importante :
\[ \sum_{i=0}^n u_i + v_i \]
\end{document}