方程式に独自のフォントを設定するにはどうすればいいですか?

Question

私が使用したコードは次のとおりです。

\documentclass[10pt]{extarticle}
\usepackage{color}
\usepackage{amsmath}
\usepackage{amsfonts}
\usepackage{amssymb}
\usepackage{hyphenat}
\usepackage{mathtools}
\usepackage{fontspec}
\usepackage[hiresbb]{graphicx}
\usepackage{mathastext}


\newcommand{\lt}{<}
\newcommand{\hyphen}{\hyp}
\newcommand{\gt}{>}

\setmainfont[
 Path = /var/www/html/phplatex/Font/,
 Extension  = .ttf,
 Ligatures  = TeX,
 BoldFont   = timesbd,
 ItalicFont = timesi,
 BoldItalicFont = timesbi
]{timesbi}

\pagestyle{empty}
\newsavebox{\mybox}
\newlength{\mywidth}
\newlength{\myheight}
\newlength{\mydepth}
\setlength{\topskip}{0pt} \setlength{\parindent}{0pt}
\setlength{\abovedisplayskip}{0pt}
\setlength{\belowdisplayskip}{0pt}

\fontsize{20pt}{12pt}\selectfont
\begin{lrbox}{\mybox}
      $$f(x) = ax_2 + bx + c$$
\end{lrbox}

\settowidth {\mywidth}  {\usebox{\mybox}} \settoheight{\myheight}
{\usebox{\mybox}} \settodepth {\mydepth}  {\usebox{\mybox}}

\newwrite\foo
\immediate\openout\foo=\jobname.sizes
    \immediate\write\foo{"Depth" : "\the\mydepth",}
    \immediate\write\foo{"Height" : "\the\myheight",}
    \addtolength{\myheight} {\mydepth}
    \immediate\write\foo{"TotalHeight" : "\the\myheight",}
    \immediate\write\foo{"Width" : "\the\mywidth"}
\closeout\foo

\begin{document}
    \color[rgb]{0,0,0}
    \pagecolor[rgb]{1,1,1}
    \usebox{\mybox}
\end{document}

$数式でsingle を使用するとフォントは適用されませんが、$$を使用すると、数式にフォントが適用されますが、完全ではありません。

tex の出力は次のとおりです:

1. インライン式にフォントが適用されないのはなぜですか?
2. 表示式の下付き文字の後にフォントが適用されないのはなぜですか?