Formeln erstellen Grafiken einbinden Literaturlisten erstellen Kommandos definieren Das Paket xyPic
Professionelles Arbeiten mit LATEX
Daniel [email protected]
25. April 2007
Formeln erstellen Grafiken einbinden Literaturlisten erstellen Kommandos definieren Das Paket xyPic
1 Formeln erstellen
2 Grafiken einbinden
3 Literaturlisten erstellen
4 Kommandos definieren
5 Das Paket xyPic
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Die Formelumgebung
Formeln innerhalb des Texts: $. . . formel. . . $
Formeln separat $$. . . formel. . . $$
Nummerierte Formeln: \begin{equation}...\end{equation}
LATEX benutzt eigenen Befehlssatz, um Formeln zu beschreiben.
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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
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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.
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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
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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
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Klammerung in Formeln
\leftX{AUSDRUCK}\rightY
mit irgendwelchen Klammersymbolen X und Y:
\left({ \sqrt{xy} }\right)
ergibt(√
xy)
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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
]
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Klammersymbole
Zur Verfugung stehende Klammersymbole:
Standardklammern: (, [ ,], )
Spezielle Klammern: \Vert: ‖ , \vert: |, usw.
Mengenklammern: \lbrace: { , \rbrace: }Die Zeichen { und } sind reserviert!
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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.
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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.
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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}
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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 .
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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
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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.
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Grafiken in LATEX-Dokumenten
Interne Grafiken:
Die picture-Umgebung
Externe Grafiken:
Das Paket graphicx
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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
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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.
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Ein Beispiel
-m
6fm
bbbbbbbbb
bbbbbbbbb
bbbbbbbbb
bbbbbbbbb
bbbbbbbbb
bbbbbbbbb
bbbbbbbbb
bbbbbbbbb
bbbbbbbbb
a a a a a a a a a
` ` ` ` ` ` ` ` `
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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}
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Externe Grafiken einbinden
Das Paket graphicx bietet das Kommando
\includegraphics[OPTIONEN]{DATEI}
an mit Unterstutzung des Grafikformats EPS(Encapsulated PostScript)
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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
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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!
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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.
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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.
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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.
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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}
}
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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)
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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
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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.
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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.
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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
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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)
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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
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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}.
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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
∣∣∣∣.
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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
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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}
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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 ...
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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!
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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. . .
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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. . .
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Ausfuhrliches Beispiel: das Paket xyPic
Das Paket xyPic bietet eine Umgebung zur Erstellung vongraphenartigen Diagrammen.
\usepackage[all]{xy}
Die xy-Umgebung wird erzeugt durch
$$\xymatrix{...}$$
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Grundkonzept eines xy-Diagramms
Ein xy-Diagramm ist Matrix mit Zusatzbefehlen:
$$\xymatrix{a & b & \: \\c & d & e}$$
erzeugta b
c d e
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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
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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
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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
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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.
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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
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Eintrage im Diagramm
Beliebige Formeln sind zugelassen
Der Eintrag kann auch Text enthalten
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/.-,()*+ //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