Professionelles Arbeiten mit LaTeX - · PDF fileFormeln erstellen Graﬁken einbinden Literaturlisten erstellen Kommandos deﬁnieren Das Paket xyPic Professionelles Arbeiten mit LATEX

Formeln erstellen Grafiken einbinden Literaturlisten erstellen Kommandos definieren Das Paket xyPic

Professionelles Arbeiten mit LATEX

Daniel [email protected]

25. April 2007


1 Formeln erstellen

2 Grafiken einbinden

3 Literaturlisten erstellen

4 Kommandos definieren

5 Das Paket xyPic


Die Formelumgebung

Formeln innerhalb des Texts: $. . . formel. . . $

Formeln separat $$. . . formel. . . $$

Nummerierte Formeln: \begin{equation}...\end{equation}

LATEX benutzt eigenen Befehlssatz, um Formeln zu beschreiben.


Einfache Formelausdrucke

Tiefgestellt: a, Hochgestellt: a

Funktionsausdrucke: \sin, \cos, \det, . . .

Punktierungen: \ldots: . . ., \cdots: · · · , \vdots...

Relationen: \leq: ≤, \geq: ≥, \cong: ∼=, \cdot: ·Operatoren: \sum:

∑, \prod:

∏, \int:

∫,. . .

Symbole: \sqrt[n]{x}: n√

x, \forall: ∀, \infty: ∞Griechisch: \gamma: γ, \Gamma: Γ, \epsilon ε

\rightarrow: →, \Rightarrow: ⇒, \Leftrightarrow: ⇔

Beispiel:$f(x) = a 0+a 1xˆ2$ f(x) = a0 + a1x

2


LATEX-Quellcode ist unformatiert!

Die Quellcodes

$s i n + x y z = \delta$

$sin+xyz=\delta$

$s in + xy z = \delta$

fuhren zum gleichen Ergebnis

sin + xyz = δ

und werden von LATEX interpretiert als s · i · n + x · y · z = δ.


Bruche formulieren

Das Kommando fur Bruche ist \frac{ZAHLER}{NENNER}:

Kurzform: \fracXY ergibt XY .

Das Kommando kann auch geschachtelt werden:

$$\frac{1}{1+\frac{1}{1+\frac{1}{x}}}$$

ergibt1

1 + 11+ 1

x


Operatoren indizieren

Operatoren werden durch Hoch- und Tiefstellung indiziert:

$\sum {a=1}ˆn a n$

ergibtn∑

a=1

an

$\int aˆb f(x)dx$

ergibt ∫ b

af(x)dx


Klammerung in Formeln

\leftX{AUSDRUCK}\rightY

mit irgendwelchen Klammersymbolen X und Y:

\left({ \sqrt{xy} }\right)

ergibt(√

xy)


Geschachtelte Klammern

LATEX passt die Große der Klammern an, so dass auchSchachtelungen moglich sind:

$ \left[{\sqrt{\left({x+y}\right){-1}}}\right] $

ergibt [√(x + y)−1

]


Klammersymbole

Zur Verfugung stehende Klammersymbole:

Standardklammern: (, [ ,], )

Spezielle Klammern: \Vert: ‖ , \vert: |, usw.

Mengenklammern: \lbrace: { , \rbrace: }Die Zeichen { und } sind reserviert!


Ubung: Komplexe Formel

Fugen Sie die folgende Formel in Ihren Quellcode ein:(∫ b

af(x)g(x)dx

)2

≤(∫ b

af(x)2dx

)·(∫ b

ag(x)2dx

).

Arbeiten Sie von vorneherein strukturiert:Erstellen Sie erst den linken Ausdruck und kopieren Sie ihn.


Formatierung in Formeln

Auch in Formeln kann per Hand formatiert werden:

\mathrm, \mathsl usw. statt \textrm, \textsl usw.

Feinere Spaces: \, (klein), \: (mittel), \; (groß)

Verzierungen: \widehat{· · · }, \overline{· · · }, usw.

Kleine Symboliken wie \vec{x}, \hat{x}, \tilde{x}, usw.


Mathematik ausformulieren

Ablaufe konnen in der Formelumgebung $$. . . $$ illustriert werden:

Uberschriften: \overset{TEXT}{OBJEKT}Unterschriften: \underset{TEXT}{OBJEKT}Oberklammern: \overbrace{OBJEKT} {TEXT}Unterklammern: \underbrace{OBJEKT} {TEXT}


Beispiel zur Illustrierung

$$\sum {n=1} {\infty} a n \: < \: \infty \;\;\underset{Satz xyz}{\Rightarrow}\;\;\lim {n\rightarrow\infty} a n \: = \: 0\: .$$

ergibt

∞∑n=1

an < ∞ ⇒Satz xyz

limn→∞

an = 0 .


Beispiel zur Unter-/Uberklammer

$$1+\underbrace{\frac12+\overbrace{\frac14+\frac18+\frac{1}{16}} {=\frac12}} {=1}+\cdots\;\; = \;\; 2$$

ergibt

1 +1

2+

= 12︷︸︸︷

1

4+

1

8+

1

16︸︷︷︸=1

+ · · · = 2


Mathematische Umgebungen

Darstellung von Matrizen:

\begin{matrix}a11 & a12 & · · · & a1n \\...

...am1 & am2 & · · · & amn\end{matrix}

Die Matrix ist unberandet. Klammern konnen mit

\left({ · · · }\right)

zugefugt werden.


Grafiken in LATEX-Dokumenten

Interne Grafiken:

Die picture-Umgebung

Externe Grafiken:

Das Paket graphicx


Die picture-Umgebung

\begin{picture}(BREITE,HOHE)(XVERSATZ,YVERSATZ)...picture-Befehle...\end{picture}

Einige picture-Befehle:

\circle{D} zeichnet einen Kreis mit Durchmesser D

\line(STEIGUNGX,STEIGUNGY)LANGE zeichnet eine Linie

\line(STEIGUNGX,STEIGUNGY)LANGE zeichnet einen Pfeil

\frame{INHALT} zeichnet eine Box um den Inhalt


Anwendung der picture-Kommandos

Wichtigstes picture-Kommando: \put(X,Y){INHALT}.

Gerade bei mathematischen Diagrammen spart man viel Arbeitdurch das Kommando \multiput(X,Y)(DX,DY){N}{INHALT},das N Kopien des Inhalts mit einem Versatz von DX bzw. DYPunkten erstellt.


Ein Beispiel

-m

6fm

bbbbbbbbb

bbbbbbbbb

bbbbbbbbb

bbbbbbbbb

bbbbbbbbb

bbbbbbbbb

bbbbbbbbb

bbbbbbbbb

bbbbbbbbb

a a a a a a a a a

` ` ` ` ` ` ` ` `


Quelltext zum Beispiel

Wurde erzeugt durch

\begin{picture}(200,200)(0,0)\put(2,100){\vector(1,0){196}}\put(180,110){$ m $}\put(100,2){\vector(0,1){196}}\put(110,180){$ f(m) $}\multiput(40,40)(15,0){9}{\multiput(0,0)(0,15){9}{\circle{3}}}

\multiput(40,40)(15,15){9}{\circle{2}}\multiput(40,40)(15,15){9}{\circle{1}}\end{picture}


Externe Grafiken einbinden

Das Paket graphicx bietet das Kommando

\includegraphics[OPTIONEN]{DATEI}

an mit Unterstutzung des Grafikformats EPS(Encapsulated PostScript)


Eine Umgebung dazu

\begin{figure}[h]\centering\includegraphics[scale=S]{DATEI.eps}\caption{Meine Bildunterschrift}\label{BILDMARKE}\end{figure}

\ref{BILDMARKE} erzeugt die laufende Nummer des Bildes

Der Skalierungsfaktor S ist eine Dezimalzahl(= 1 unverandert,< 1 verkleinern, > 1 vergroßern)

Positionssymbole fur die Grafik sind:h (

”here“): die Grafik soll nicht verschoben werden

t/b (”top/bottom“): die Grafik soll oben/unten an die Seite

p (”page“): Grafiken werden auf separater Seite gesammelt


Warum eigentlich EPS?

Dateien werden im PostScript-Format an den Drucker geschickt(unter Windows sieht man diesen Vorgang nicht)

Professionelle Drucksysteme arbeiten nur mit diesem Format.

LATEX wurde fur die Kette tex⇒dvi⇒ps ausgelegt.

Grafiken werden ohnehin beim Ausdrucken intern in PS gewandelt

⇒ Im Hinblick auf die Druckqualitat gleich EPS nehmen!


Ubung: Grafik einbinden

1 Starten Sie ein Grafikprogramm

2 Zeichnen Sie irgendwas

3 Speichern Sie in”Eigene Dokumente“ als grafik.eps

4 Fugen dem LATEX-Dokument die figure-Umgebung hinzu.


Literaturverzeichnisse verwalten

LATEX bietet zur Verwaltung von Literaturlisten zahlreicheKommandos an:

Interne Literaturliste fur nur ein Dokument:Die Literaturangaben werden durch \bibtitem-Befehledefiniert und durch \cite-Befehle zitiert.

Externe Literaturlisten mit BibTeX:Eine .bib-Datei wird eingebunden. Nur die im Dokumentverwendeten Literaturstellen werden gemaß einerLiteraturlistenformatvorlage aufgelistet.


Interne Literaturliste

Verwendung einer Literaturstelle:

...siehe auch \cite{KUERZEL1} fur Details....

\begin{thebibliography}{AA· · · A}\bibitem{KUERZEL1} Name1, Jahr1, Verlag1, ......\bibitem{KUERZELN} NameN, JahrN, VerlagN, ...\end{thebibliography}

Der Ausdruck AA· · · A beschrankt die Lange der Kurzel.


Externe Literaturliste

Fur die wissenschaftliche Arbeit bietet sich die Sammlung allerbekannten Literaturstellen in einer Gesamtliste an.

Die Daten werden in einer .bib-Datei per Texteditor eingetragen.Jede Literaturstelle erhalt einen Eintrag:

@Book{KUERZEL,

author = {Nachname, Vorname}title = {Buchtitel},publisher = {Verlag},isbn = {ISBN-Nummer},year = {Erscheinungsjahr}

}


Format der Liste

Es gibt zahlreiche Bib-Klassen: @Article, @MastersThesis, . . .

Je nach Literaturklasse gibt es weitere optionale Argumente:

school: Die Universitat bei Diplom- oder Doktorarbeiten

volume: Die Bandnummer bei Artikeln

month: Zusatzlicher Monatsname fur das Erscheinungsdatum

pages: Die genaue Seitenzahl bei Artikeln

series: Der Name einer Buch- oder Artikelreihe

bibsource: Ein Fachverzeichnis (beispielsweise DBLP)


Einbindung der Literaturliste

Einbindung einer Liste datei.bib:

...\bibliographystyle{LISTENSTIL}\bibliography{datei}

Mogliche Listenstile:

plain: Eine einfache sortierte Liste

alpha: Eine sortierte Liste mit ausfuhrlichen Bezeichnern

unsrt: Wie plain, aber nicht sortiert

Weitere zahlreiche Listenstile (.bst-Dateien) im Internet

Spezielle Listenstile fur Diplom- oder Doktorarbeiten


Zitieren aus einer externen Liste

Innerhalb des Quelltexts kann wie bei internen Listen mit\cite{KUERZEL} zitiert werden.

Im Unterschied zu internen Listen tauchen nur die Literaturstellenin der Liste am Ende des Dokuments auf, die mindestens einmalzitiert wurden.

Soll eine Literaturstelle in die Liste kommen, die nicht zitiertwurde, kann sie mit \nocite{KUERZEL} aktiviert werden.

Der Befehl \nocite{*} nimmt die komplette Liste auf.


Aufruf von BibTeX

BibTeX ist ein externes Tool!

Verfahren bei Einbindung einer externen Liste:

1 Aufruf LATEX: Die Zitate werden in einer .aux-Datei vermerkt

2 Aufruf BibTeX: Aus der .aux-Datei wird die Liste erzeugt

3 Aufruf LATEX: Die Liste wird in das Dokument geschrieben

Diese Folge wird von vielen Editoren automatisch durchgefuhrt.


Externe Literaturlisten

Die Nutzung von BibTeX hat folgende Vorteile:

Nur eine einheitliche Datei fur die Arbeitsliteratur

Die Dokumente zitieren nur, was sie wirklich benotigen

Verlage bieten die BibTeX-Eintrage ihrer Werke im Internet an

Einheitliches Listenformat am Ende des Dokuments

Man kann eigene .bst-Stildateien erstellen


Eigene Kommandos

Selbst definierte Kommandos

erhohen die Modularitat eines Dokuments

vereinfachen komplizierte LATEX-Ausdrucke

sparen viel Arbeit

Grundlegende Form: \def\KOMMANDO{BEFEHLE}

Beispiel: \def\SUP{ {\small Studium und Praxis e.V.} } .(wieder ignoriert LATEX die uberzahligen Spaces)


Vordefinierte Kommandos

Es gibt zahlreiche fest eingebaute Kommandos:

\today ist das aktuelle Datum(das Datum an dem LATEX aufgerufen wurde,nicht das Datum des Ausdrucks!)

\width ist die momentane Breite in einer Box

\height und \depth sind die momentane Hohe des Texts


Kommandos mit Parametern

Definition eines Kommandos mit Parametern:

\def\KOMMANDO#1#2· · · #n{BEFEHLE}

Beispiel: \def\mystyle#1{ {\small \textit{ #1 }} } .

Der Aufruf ist dann \mystyle{blabla}.


Eigene Kommandos in Formeln

Eigene Kommandos eignen sich besonders, um sperrigeFormelausdrucke abzukurzen:

\def\dmat#1{\left|{\begin{matrix}#1\end{matrix}}\right|}

$\dmat{ a & b \\c & d}$ erzeugt dann

∣∣∣∣a bc d

∣∣∣∣.


Eigenschaften von Kommandos

Kommandos durfen Text, Formeln und Umgebungen enthalten

Kommandos durfen beliebige Kommandos aufrufen

LATEX-eigene Kommandos konnen mit \renewcommanduberschrieben werden

Fehler in selbst definierten Kommandos hebeln dieLATEX-Fehlersuche aus!

Kommandos konnen ausgesprochen umfangreich sein, undbeispielsweise ganze Teildokumente umfassen


Einen Zahler anlegen

Ein Zahler ist eine Zahlvariable, die im Text benutzt werden kann:

Anlegen mit \newcounter{BEZEICHNUNG}Initialisieren mit \setcounter{BEZEICHNUNG}{ZAHL}Andern mit \addtocounter{BEZEICHNUNG}{ZAHL}

Verwendung der Variable:

Verwendung im Text mit \arabic{BEZEICHNUNG}Verwendung als Zahlwert mit \value{BEZEICHNUNG}


Anwendungsbeispiele

Beispiel: Kopfzeile fur Ubungsaufgaben

\def\aufgabe#1#2{Aufgabe \arabic{ZAEHLER} (#1) \hfill #2 Punkte\addtocounter{ZAEHLER}{1}}

\aufgabe{Summen ausrechnen}{4}Berechnen Sie ...

\aufgabe{Differenzen ausrechnen}{3}Untersuchen Sie ...


Programkonstrukte

LATEX versteht Programmkonstrukte wie eine Programmiersprache:

Schleifenbefehle wie for oder while

Fallunterscheidungen mit if

Arithmetik mit Variablen

Diese Programmkonstrukte sind aber sehr technisch, und LATEX istbei der Auswertung ausgesprochen pingelig.

LATEX ist im Kern eine Stack-basierte Sprache!


Beispiel: IF-Abfragen

\def\aufgabe#1#2{Aufgabe \arabic{ZAEHLER} (#1) \hfill #2 Punkte\addtocounter{ZAEHLER}{1}\ifnum \value{ZAEHLER} > \value{BLATTZAHL}{\newpage}\fi}

Die IF-Konstruktion fugt einen Seitenwechsel an, wenn dieAufgabennummer die Blattzahl ubersteigt.

Zu kompliziert? Dann jetzt besser nicht hinsehen. . .


Beispiel: FOR-Schleife

Mit der IF-Konstruktion kann eine Schleife realisiert werden:

\newcounter{T}

\def\iter#1#2{\setcounter{T}{#1}\ifnum\value{T}=0{} \else{{#2}\addtocounter{T}{-1}\iter{\value{T}}{#2}}\fi}

\def\WIEDERHOLE#1#2{\newcount\i\i0\loop\ifnum\i<#1{{#2}}\advance\i1\repeat}

\WIEDERHOLE{1000}{bla}

Diese Befehlsfolge erzeugt blablabla. . .


Ausfuhrliches Beispiel: das Paket xyPic

Das Paket xyPic bietet eine Umgebung zur Erstellung vongraphenartigen Diagrammen.

\usepackage[all]{xy}

Die xy-Umgebung wird erzeugt durch

$$\xymatrix{...}$$


Grundkonzept eines xy-Diagramms

Ein xy-Diagramm ist Matrix mit Zusatzbefehlen:

$$\xymatrix{a & b & \: \\c & d & e}$$

erzeugta b

c d e


Pfeile zufugen

Pfeile werden mit dem Kommando \ar[X] erzeugt.X ist eine Kombination aus den Richtungen l,r,d,u:

$$\xymatrix{a \ar[r] & b \ar[dr] & \: \\c \ar[u] & d \ar[l]\ar[u] & e \ar[l]}$$

erzeugta // b

��===

====

=

c

OO

doo

OO

eoo


Beschriftungen zufugen

Pfeile werden mit {TEXT} und {TEXT} beschriftet:

$$\xymatrix{a \ar[r] {\alpha} & b \ar[dr] {\phi} & \: \\c \ar[u] & d \ar[l]\ar[u] & e \ar[l]}$$

erzeugta

α// b

φ

��===

====

=

c

OO

doo

OO

eoo


Eintrage formatieren

Eintrage konnen mit Prefixen formatiert werden:

$$\xymatrix{*+[F-]{a} \ar[r] {\alpha} & b \ar[dr] {\phi} & \:\\c \ar[u] & d \ar[l]\ar[u] & e \ar[l]}$$

erzeugta

α// b

φ

��===

====

=

c

OO

doo

OO

eoo


Formatierungsoptionen: Eintrage

Prefixe werden mit einem Stern eingeleitet, es folgen

[F-] falls der Eintrag durch ein Rechteck gerahmt sein soll

[F.] falls der Eintrag mit Punkten gerahmt sein soll

+/- in beliebiger Anzahl andern die Große

Im Beispiel: *+[F-]{a} stellt den Eintrag”a“ in einem

vergroßertem Rechteck dar.


Formatierungsoptionen: Pfeile

Das Format der Pfeile kann mit dem Kommando @{· · · }eingestellt werden:

$$\xymatrix{*+[F-]{a} \ar[r] {\alpha} & b \ar@{=>}[dr] & \: \\c \ar@{<->}[u] & d \ar[l]\ar[u] & e \ar@{=}[l]}$$

erzeugta

α// b

�"==

====

=

====

===

c��

OO

doo

OO

e


Eintrage im Diagramm

Beliebige Formeln sind zugelassen

Der Eintrag kann auch Text enthalten

Der Eintrag kann auch leer sein

/.-,()*+ //Dieser Eintrag besteht nur aus Text,

er ist ziemlich lang und sperrig,aber das macht nichts.

��∫ ba f(x)dx

OO

(1 2 33 2 1

)oo

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