Verfassen wissenschaftlicher Texte mit LaTEX PeP et al. Toolbox Workshop

PeP et al. e.V. Physikstudierende und ehemalige Physikstudierende der TU Dortmund

2016

Übersicht

Ergebnisse der Umfrage

Zahlen und Einheiten

Einführung

Chemische Formeln

Grundlagen

Fortgeschrittener Formelsatz

Text erstellen

Gleitumgebungen

Error

Tabellen

Aufzählungen

Fußnoten

Struktur

Literaturverzeichnis

Formelsatz Mathe-Umgebungen

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX

2 / 192

Übersicht

Fortgeschritten

latexmk

\texorpdfstring

TEX in matplotlib in TEX Präsentationen mit LaTEX: beamer

Links

Zeichnen mit Tikz

Debug

Ausblick

Ein bisschen Typografie

Makros Breites Mathe: Expert Makefiles

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX

3 / 192

Ergebnisse der Umfrage

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Umfrage

4 / 192

Betriebssystem

Windows

ArchLinux Fedora/RedHat MacOS

Debian/Ubuntu

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Umfrage

5 / 192

Erfahrung mit LaTEX noch nie von gehört

TeXpert

schon mal ausprobiert

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Umfrage

6 / 192

Einführung

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Einführung

7 / 192

Was ist LaTEX?

→ Programmiersprache zum Setzen von Text → Markup ⇒ kein What-You-See-Is-What-You-Get → LaTEX-Code → Kompiler → Ausgabedokument (meist PDF) → Open-Source, große Erweiterungsmöglichkeit (Pakete) → Standard-Werkzeug in der Wissenschaft

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Einführung

8 / 192

Warum LaTEX?

→ Hervorragender Text- und Formelsatz → Automatisierte Erstellung von Inhalts- und Literaturverzeichnis → TEX-Dateien sind reine Text-Dateien ⇒ Gut für Versionskontrolle geeignet → Sehr gute Vorlagen für wissenschaftliches Arbeiten

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Einführung

9 / 192

Warum LaTEX?

→ Ausgezeichnete Dokumentation → Erweiterbar durch zahlreiche und mächtige Pakete → Auf allen geläufigen Betriebssystemen verfügbar → Ausgabe direkt als PDF mit Hyperlinks

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Einführung

10 / 192

Geschichte

TEX: → Geschrieben von Donald E. Knuth 1978, um sein Buch „The Art of Computer Programming“ zu setzen → Auf Aussprache achten! → Version (2014): 3.14159265 → π → Viele Erweiterungen: 𝜀-TEX, pdfTEX, XETEX, LuaTEX LaTEX:

→ Geschrieben von Leslie Lamport 1984 → Version (1994): LaTEX 2𝜀

→ LaTEX3 seit Anfang der Neunziger in Arbeit…

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Einführung

11 / 192

Dieser Kurs

→ In LaTEX gibt es immer viele Möglichkeiten, ein Ziel zu erreichen → Wir zeigen einen modernen Ansatz → Wir erklären, warum wir diesen Ansatz gewählt haben → Weitere Ansätze werden an manchen Stellen kurz erwähnt

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Einführung

12 / 192

Begriffe

TEX-Engine Implementierung von TEX, wird als Programm ausgeführt TEX-Format Paket, welches standardmäßig geladen wird, z.B. LaTEX Eine Kombination davon ist oft ein neues Programm. Beispiel: dvilualatex = LuaTEX + LaTEX + DVI-Output (statt PDF)

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Einführung

13 / 192

Grundlagen

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Grundlagen

14 / 192

Das Dokument

Diese drei Zeilen braucht jedes LaTEX-Dokument: Code

\documentclass

\documentclass[optionen]{klasse} % . % Präambel % . % . \begin{document} % Inhalt des Dokuments \end{document}

Vorlage wählen, mit Optionen anpassen.

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

Präambel Globale Optionen und zusätzliche Pakete. document-Umgebung

Inhalt des Dokuments.

LaTEX – Grundlagen

15 / 192

Hallo Welt

Code

Ergebnis

\documentclass{scrartcl} \begin{document} Hallo Welt! \end{document}

Hallo Welt!

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Grundlagen

16 / 192

Syntax: Befehle LaTEX-Befehle beginnen stets mit einem \ (Backslash). Obligatorische Argumente stehen in { }, optionale Argumente stehen in [ ]. Syntax \befehl[optional]{obligatorisch} \befehl*[optional]{obligatorisch} * ruft häufig eine Alternativform des Befehls auf.

Code

Erklärung

\documentclass[paper=a4]{scrartcl}

Dokumentenklasse scrartcl, Papierformat DIN A4 Keine Argumente Zwei oder mehr Pflichtargumente %-Zeichen für Kommentare

\tableofcontents \frac{1}{2} % Kommentar

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Grundlagen

17 / 192

Syntax: Umgebungen

→ Einstellungen für Bereich des Dokuments → Extrem vielseitig → Können ggfs. auch Optionen übergeben bekommen → Oft auch Alternativform mit * Syntax

Beispiel

\begin{Umgebung}[optional]{obligatorisch} % . \end{Umgebung}

\begin{flushright} % . \end{flushright}

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Grundlagen

18 / 192

Syntax: Umgebungen

→ Können weitere Umgebungen enthalten → Diese müssen aber in der Umgebung wieder geschlossen werden Geht:

Geht nicht:

\begin{document} \begin{flushright} % . \end{flushright} \end{document}

\begin{itemize} \begin{enumerate} % . \end{itemize} \end{enumerate}

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Grundlagen

19 / 192

Standardpakete Die hier aufgezählten Pakete sollten immer geladen werden, da sie wesentliche Funktionen bieten und wichtige Einstellungen vornehmen. Paket

Funktion

\usepackage[aux]{rerunfilecheck}

Warnung, falls nochmal kompiliert werden muss.

\usepackage{polyglossia} \setmainlanguage{german} \usepackage{fontspec}

Deutsche Spracheinstellungen. Für Fonteinstellungen

% mehr Pakete hier \usepackage[unicode]{hyperref} \usepackage{bookmark}

Für Hyperlinks (z.B. Inhaltsverzeichnis → Kapitel). Erweiterte Bookmarks im PDF.

Die Reihenfolge ist manchmal wichtig, z.B. damit Pakete die Spracheinstellung kennen.

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Grundlagen

20 / 192

KOMA-Script-Klassen

Doku: KOMA-Skript

→ scrartcl, scrreprt und scrbook → Sehr gute Vorlagen → Schnell global mit Klassenoptionen anpassbar Fürs Praktikum empfohlenene Klasse \documentclass[…]{scrartcl}

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Grundlagen

21 / 192

Fonteinstellungen

Doku: fontspec

Standardeinstellung sind die Latin-Modern-Fonts. Latin Modern

Alternativ: Tex Gyre

\usepackage{fontspec}

\usepackage{fontspec} \setmainfont{Tex Gyre Termes} \setsansfont{Tex Gyre Heros} \setmonofont{Tex Gyre Cursor}

→ Jede System-Schriftart kann genutzt → Das ist i.A. nicht sinnvoll: Hallo Welt in Comic Sans! → Schriften müssen zueinander passen → Schriften müssen alle benötigten Sonderzeichen enthalten → Bei Änderung auch Mathefont anpassen → später

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Grundlagen

22 / 192

Gerüst

\documentclass{scrartcl} \usepackage[aux]{rerunfilecheck} \usepackage{polyglossia} \setmainlanguage{german} \usepackage{fontspec} % mehr Pakete hier \usepackage[unicode]{hyperref} \usepackage{bookmark} % Einstellungen hier, z.B. Fonts \begin{document} % Text hier \end{document}

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Grundlagen

23 / 192

Das Ausgabedokument erstellen

Es gibt verschiedene LaTEX-Kompiler, die verschiedene Ausgabeformate erzeugen können. Der modernste Kompiler, der PDF-Dateien erstellt, ist lualatex. LaTEX-Dokument kompilieren Terminal öffnen: lualatex MeinDokument.tex

Vorsicht! → Es muss fast immer mindestens zweimal kompiliert werden. → Es werden diverse Hilfs- und Logdateien erzeugt. → Die Input-Dokumente müssen UTF-8 codiert sein.

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Grundlagen

24 / 192

texdoc

LaTEX und (fast) alle Pakete sind hervorragend dokumentiert. Die Dokumentation wird automatisch mitinstalliert. Dokumentation zu einem Paket texdoc paket

Dabei ist paket ein Suchstring. Nach Dokumentation suchen texdoc -l name

Es ist wichtig zu lernen, Dokumentationen zu lesen. Probiert es an den oben genannten Paketen aus. Alternativ kann man das Paket bei Google suchen, dann findet man auch die Dokumentation auf CTAN.

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Grundlagen

25 / 192

Text erstellen

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Text erstellen

26 / 192

Text schreiben

Beispiel % Präambel \begin{document} Hallo, Welt! Dies ist ein dummer Beispieltext. Er soll zeigen, dass \LaTeX sich nicht um Zeilenumbrüche im Code oder zuviele Leerzeichen kümmert. Ein Absatz wird mit einer leeren Code-Zeile markiert. \end{document}

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Text erstellen

27 / 192

Konventionen für Text

→ Höchstens ein Satz pro Code-Zeile → Absätze werden durch eine Leerzeile markiert → Im Fließtext sollten keine Umbrüche mit \\ erzwungen werden Sonderzeichen Viele Sonderzeichen sind LaTEX-Steuerzeichen. Damit diese im Text genutzt werden können, muss meist ein \ vorangestellt oder ein Befehl genutzt werden. Code

Ergebnis

\# \$ \% \& \_ \{ \} \textbackslash \textasciicircum \textasciitilde

#$%&_{} \^~

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Text erstellen

28 / 192

Textauszeichnung

Änderungen der Schrifteigenschaften sind mit diesen Befehlen möglich: Code

Ergebnis

\textit{kursiv} \emph{kursiv} \textbf{fett} \textbf{\textit{fett-kursiv}} \textrm{Serifen-Schrift} \texttt{Mono-Schrift} \textsf{Sans-Serif-Schrift} \textsc{Kapitälchen}

kursiv kursiv fett fett-kursiv Serifen-Schrift Mono-Schrift Sans-Serif-Schrift Kapitälchen

Diese Befehle sollten sehr selten benutzt werden, semantischer Markup ist besser.

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Text erstellen

29 / 192

Schriftgrößen

Gelten immer für den aktuellen Block, z. B. in einer Umgebung oder zwischen { } Code

Ergebnis

{\tiny tiny} {\small small} {\normalsize normal} {\large large} {\huge huge}

tiny

small normal

large

huge

Alle Größen \tiny, \scriptsize, \footnotesize, \small, \normalsize, \large, \Large, \LARGE, \huge, \Huge

Auch diese Befehle sollten nur über semantischen Markup benutzt werden.

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Text erstellen

30 / 192

Inhalt auslagern

Code \input{header.tex} \begin{document} \input{Teil1.tex} \input{Teil2.tex} % . \end{document}

→ Verschachtelung möglich → Zur Aufteilung größerer Dokumente (z.B. diese Präsentation) → Für häufig wiederverwendeten Code (Header, Erläuterungen zu Fehlerrechnung, …) → Für per Skript erzeugte Tabelleninhalte

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Text erstellen

31 / 192

Anführungszeichen

Doku: csquotes

Die richtigen Anführungszeichen, wo die Satzzeichen hingehören und vieles mehr hängt von der Sprache ab. So macht man es richtig: Benötigte Pakete \usepackage[autostyle]{csquotes} % nach polyglossia \setotherlanguages{english, french} % andere Sprachen laden

Code

Ergebnis

foo \enquote{bar} baz \enquote{foo \enquote{bar} baz} \textenglish{\enquote{foo}} \textfrench{\enquote{foo}} \textcquote{root}{foo}

foo „bar“ baz „foo ‚bar‘ baz“ “foo” « foo » „foo“ [1]

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Text erstellen

32 / 192

Error

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Error

33 / 192

Errors

→ Alles kaputt. Was nun? → Fehlermeldungen anfangs (und teils auch später) etwas kryptisch. Code Ich begrüße euch mit einem \enqote{Hallo Welt} (/usr/local/texlive/2015/texmf-dist/tex/latex/latexconfig/epstopdf-sys.cfg)) ! Undefined control sequence. l.8 Ich begrüße euch mit einem \enqote {Hallo Welt}! 462 words of node memory still in use:

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Error

34 / 192

Errors

→ Alles kaputt. Was nun? → Fehlermeldungen anfangs (und teils auch später) etwas kryptisch. Code Ich begrüße euch mit einem \enqote{Hallo Welt} (/usr/local/texlive/2015/texmf-dist/tex/latex/latexconfig/epstopdf-sys.cfg)) ! Undefined control sequence. l.8 Ich begrüße euch mit einem \enqote {Hallo Welt}! 462 words of node memory still in use:

⇒ Vertippt (es fehlt ein u in \enquote)

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Error

34 / 192

Lösungsstrategien

→ Angegebene Zeile und vorherige Zeilen kontrollieren → Teile des Codes auskommentieren um Ort des Fehlers einzugrenzen → Google → tex.stackexchange.com

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Error

35 / 192

Aufzählungen

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Aufzählungen

36 / 192

Aufzählungen: Itemize

→ LaTEX bietet drei Umgebungen für Aufzählungen → Standardeinstellungen gut, Änderungen mit Paket enumitem → Verschachteln für Unterpunkte → Unnummerierte Listen: itemize Code \begin{itemize} \item Punkt 1 \item Punkt 2 \begin{itemize} \item Unterpunkt 1 \item Unterpunkt 2 \end{itemize} \item[→] Punkt 3 \end{itemize}

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

Ergebnis • Punkt 1 • Punkt 2 – Unterpunkt 1 – Unterpunkt 2 → Punkt 3

LaTEX – Aufzählungen

37 / 192

Aufzählungen: Enumerate

Für nummerierte Listen wird enumerate genutzt. Code \begin{enumerate} \item Punkt 1 \item Punkt 2 \begin{enumerate} \item Unterpunkt 1 \item Unterpunkt 2 \end{enumerate} \item Punkt 3 \end{enumerate}

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

Ergebnis 1. Punkt 1 2. Punkt 2 a) Unterpunkt 1 b) Unterpunkt 2 3. Punkt 3

LaTEX – Aufzählungen

38 / 192

Aufzählungen: Description

Zur Beschreibung von Stichwörtern wird description benutzt, dabei wird das Stichwort \item als optionales Argument übergeben. Code \begin{description} \item[\LaTeX] gut \item[Word] böse \end{description}

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

Ergebnis LaTEX gut

Word böse

LaTEX – Aufzählungen

39 / 192

Struktur

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Struktur

40 / 192

Titelseite und Metadaten

LaTEX erstellt automatisch eine Titelei aus den Metadaten. Mit der Klassenoption titlepage=firstiscover wird diese als eigene Seite gesetzt. Neue Klassenoption \documentclass[…, titlepage=firstiscover, …]{scrartcl}

Empfehlung fürs Praktikum: \title{101 Titel des Versuchs} % Mehrere Autoren mit \and: \author{Max Mustermann \and Maria Musterfrau} \date{Durchführung: 26.09.2014, Abgabe: 29.09.2014}

Titelseite generieren \maketitle

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Struktur

41 / 192

Gliederung

LaTEX bietet Befehle zum erstellen von Gliederungsebenen. Diese werden automatisch nummeriert und in entsprechend größerer und fetter Schrift gesetzt. Gliederungsebenen für scrartcl \section{Überschrift} \subsection{Überschrift} \subsubsection{Überschrift} \paragraph{Überschrift} % wird nicht nummeriert \subparagraph{Überschrift} % wird nicht nummeriert

Höhere Gliederungsebenen für scrreprt und scrbook \part{Überschrift} \chapter{Überschrift} \section{Überschrift}

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Struktur

42 / 192

Inhaltsverzeichnis

Aus den Gliederungselementen kann automatisch das Inhaltsverzeichnis erzeugt werden. Inhaltsverzeichnis generieren \tableofcontents \newpage

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Struktur

43 / 192

Formelsatz

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Formelsatz

44 / 192

Benötigte Pakete

Doku: amsmath

Doku: mathtools

Doku: unicode-math

\usepackage{amsmath} % unverzichtbare Mathe-Befehle \usepackage{amssymb} % viele Mathe-Symbole \usepackage{mathtools} % Erweiterungen für amsmath

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Formelsatz

45 / 192

Benötigte Pakete

Doku: amsmath

Doku: mathtools

Doku: unicode-math

\usepackage{amsmath} % unverzichtbare Mathe-Befehle \usepackage{amssymb} % viele Mathe-Symbole \usepackage{mathtools} % Erweiterungen für amsmath \usepackage{fontspec} % nach amssymb \usepackage[

]{unicode-math}

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

% "Does exactly what it says on the tin."

LaTEX – Formelsatz

45 / 192

Benötigte Pakete

Doku: amsmath

Doku: mathtools

Doku: unicode-math

\usepackage{amsmath} % unverzichtbare Mathe-Befehle \usepackage{amssymb} % viele Mathe-Symbole \usepackage{mathtools} % Erweiterungen für amsmath \usepackage{fontspec} % nach amssymb \usepackage[ math-style=ISO, bold-style=ISO, sans-style=italic, nabla=upright, partial=upright, ]{unicode-math}

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

% % % % % %

\ | | ISO-Standard folgen | / "Does exactly what it says on the tin."

LaTEX – Formelsatz

45 / 192

Benötigte Pakete

Doku: amsmath

Doku: mathtools

Doku: unicode-math

\usepackage{amsmath} % unverzichtbare Mathe-Befehle \usepackage{amssymb} % viele Mathe-Symbole \usepackage{mathtools} % Erweiterungen für amsmath \usepackage{fontspec} % nach amssymb \usepackage[ math-style=ISO, bold-style=ISO, sans-style=italic, nabla=upright, partial=upright, ]{unicode-math}

% % % % % %

\ | | ISO-Standard folgen | / "Does exactly what it says on the tin."

\setmathfont{Latin Modern Math} % \setmathfont{Tex Gyre Pagella Math} % alternativ

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Formelsatz

45 / 192

$...$-Umgebung

Aktiviert den Mathematikmodus im Fließtext. TEX sorgt für gute Abstände

Ergebnis

$x

𝑥 = 5, 𝑦 = 3

=

5$, $y=3$

Satzzeichen u. Bindestriche gehören nicht in $...$

Ergebnis

Dies ist eine Variable: $x$. Liste von Variablen $x$, $y$, $z$. $y$-Achse, $x$-$y$-Ebene

Dies ist eine Variable: 𝑥. Liste von Variablen 𝑥, 𝑦, 𝑧. 𝑦-Achse, 𝑥-𝑦-Ebene

Vorsicht bei der Höhe von Formeln im Text

Ergebnis

Text ohne eine Bedeutung. Mit einer Formel: $\frac{1}{1- \frac{1}{1 - x}}$ Text ohne eine Bedeutung.

Text ohne eine Bedeutung. Mit einer Formel: 1− 1 1 1−𝑥 Text ohne eine Bedeutung.

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Formelsatz

46 / 192

Griechisch und mehr

Code

Ergebnis

\epsilon \theta \kappa \pi \rho \sigma \phi \varepsilon \vartheta \varkappa \varpi \varrho \varsigma \varphi \Alpha \Beta \Gamma \hbar \imath \jmath \ell \partial \nabla \square \increment \infty \diameter

𝜖𝜃𝜅𝜋𝜌𝜎𝜙 𝜀𝜗𝜘𝜛𝜚𝜍 𝜑

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Formelsatz

𝛢𝛣𝛤 ℏ𝚤𝚥ℓ ∂∇∆ ∞⌀

47 / 192

Operatoren und Relationen Code

Ergebnis

+ - / \cdot \times \pm \mp < > \leq \geq = \simeq \equiv \cong \approx \propto \sim \coloneq \eqcolon \to \iff \implies \mapsto \leadsto \forall \exists \in \subset

+−/⋅× ±∓ ≤≥ =≃≡≅ ≈∝∼ ≔ ≕ → ⟺ ⟹ ↦ ∀∃ ∈ ⊂

Negierte Variante mit n bzw. not

Ergebnis

\neq \nsime \nexists \nni \notin

≠≄∄∌∉

Häufig möchte man etwas über eine Relation schreiben:

Ergebnis

\stackrel{!}{=} \stackrel{\text{def}}{=}

=

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

!

LaTEX – Formelsatz

def

=

48 / 192

Indizes / Exponenten Code

Ergebnis

x^2 x_2 x²

𝑥2

Lange o. doppelte Indizes/Exponenten

Ergebnis

x^10

x^{10}

𝑥1 0

𝑥10

x^2^2

x^{2^2}

error

𝑥2

x_\sqrt[3]{2}

x_{\sqrt[3]{2}}

error

𝑥 3√2

Text in Indizes falsch: x_{min},

𝑥2

𝑥2

2

Ergebnis falsch: 𝑥𝑚𝑖𝑛 ,

richtig: x_\text{min}

Striche / linksseitig

Ergebnis

x' x^' x'' x'^2 {}^2 x

𝑥′ 𝑥 2 𝑥

′

𝑥″

richtig: 𝑥min

𝑥′2

Nur wenige Befehle können ohne { } im Index stehen. PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Formelsatz

49 / 192

Akzente

Code

Ergebnis

\bar{x} \hat{x} \tilde{x} \vec{x} \mathring{x} \dot{x} \ddot{x} \dddot{x} \ddddot{x} \underline{xy} \overline{xy}

𝑥̄ 𝑥̂ 𝑥̃ 𝑥⃗ 𝑥̊ 𝑥̇ 𝑥̈ 𝑥⃛ 𝑥⃜ 𝑥 𝑦 𝑥𝑦

Auf Position des Akzents achten:

Ergebnis

\hat{x_\text{min}} \hat{x}_\text{min}

𝑥min ̂ 𝑥min ̂

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Formelsatz

50 / 192

Funktionen Code

Ergebnis

x \sin y x \sin(y) \cos \tan \exp \ln \log_{10}(x)

𝑥 sin 𝑦 𝑥 sin(𝑦) cos tan exp ln log10 (𝑥)

\lim_{x \to \infty} x^2

lim 𝑥2

𝑥→∞

Man kann auch eigene Funktionen definieren:

Ergebnis

% direkt in der Matheumgebung: \operatorname{xyz}_i(a) \operatorname*{xyz}_i(a)

xyz𝑖 (𝑎) xyz(𝑎) 𝑖

% in Präambel definieren \DeclareMathOperator{\xyz}{xyz} \DeclareMathOperator*{\Xyz}{Xyz} % dann überall im Dokument nutzbar: \xyz_i(a) \Xyz_i(a)

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

xyz𝑖 (𝑎) Xyz(𝑎) 𝑖

LaTEX – Formelsatz

51 / 192

Große Operatoren

Code

Ergebnis

\sum_{i=0}^\infty x_i

∑ 𝑥𝑖

∞ 𝑖=0

∏

\prod_{x \neq 0}

𝑥≠0 1

\int_0^1 \iiint \oint

∫ ∭∮ 0 1

\int_{0}^{1} f(x) \, \symup{d}x

∫ 𝑓(𝑥) d𝑥 0

\int x \int_0 x \int^{} x \int_0^{} x % LuaTeX Bug: immer obere Grenze angeben

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Formelsatz

∫𝑥

∫ 𝑥 0

∫𝑥

∫ 𝑥 0

52 / 192

Auslassungspunkte Auslassungspunkte sind sehr … wichtig. Code a_1, a_1 + a_1 \int^{}

Ergebnis \dotsc , a_n \dotsb + a_n \dotsm a_n \dotsi \int^{}

𝑎1 , … , 𝑎𝑛 𝑎1 + ⋯ + 𝑎 𝑛 𝑎1 ⋯ 𝑎 𝑛 ∫ ⋯∫

Für andere Fälle gibt es Befehle mit festen Positionen: Code

Ergebnis

x \ldots x x \cdots x \vdots \ddots \adots

𝑥…𝑥 𝑥⋯𝑥 ⋮ ⋱ ⋰

Im Text kann man einfach \dots benutzen.

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Formelsatz

53 / 192

Fonts

Doku: unicode-math

Code

Ergebnis

x \alpha \symup{x \alpha} \symbf{x\alpha} \symbfsf{x \alpha} \symbb{R N 1 0 x} \symcal{I A O} \symbfcal{I A O} \symfrak{A B c} \symbffrak{A B c}

𝑥𝛼xα 𝒙𝜶 𝙭𝞪 ℝℕ𝟙𝟘𝕩 ℐ𝒜𝒪𝓘𝓐𝓞 𝔄𝔅𝔠𝕬𝕭𝖈

Für mehrbuchstabige Bezeichungen gibt es andere Befehle: Code

Ergebnis

Re \mathit{Re} diff \quad \mathit{diff} \mathbf{NP} \subseteq \mathbf{PSPACE}

𝑅𝑒 Re 𝑑𝑖𝑓𝑓 diff NP ⊆ PSPACE

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Formelsatz

54 / 192

Spaces Manchmal muss man manuell eingreifen, um das Spacing zu perfektionieren. Code

Ergebnis

% Kein Space \, \: \; \quad \qquad

⇒⇐ ⇒⇐ ⇒⇐ ⇒⇐ ⇒ ⇐ ⇒ ⇐

Negativer Space um zu viel Platz zu korrigieren: Code

Ergebnis

% kein Space \! % negativer \,

⇒⇐ ⇒⇐

Code

Ergebnis

^2

^{\!\! 2}

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

(

22 ) 2

2

LaTEX – Formelsatz

2

(

22 ) 2

55 / 192

Klammern

Code

Ergebnis

(x) [x] \{x\} \langle x\rangle \lvert x\rvert \lVert x\rVert

(𝑥) [𝑥] {𝑥} ⟨𝑥⟩ |𝑥| ‖𝑥‖

Häufig braucht man größere Klammern

Ergebnis

\bigl(x\bigr) \Bigl(x\Bigr) \biggl(x\biggr) \Biggl(x \Biggr)

(𝑥)(𝑥)(𝑥)(𝑥)

\bigl \bigl|x\bigr| \bigl\|x\bigr\|

⟨𝑥⟩ ∣𝑥∣ ∥𝑥∥

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Formelsatz

56 / 192

Klammern: Automatische Größe

→ Größe des Ausdrucks zwischen \left und \right bestimmt Größe der Klammern → Ein \left muss in der gleichen Zeile wieder mit \right geschlossen werden → \left. oder \right. falls nur eine Klammer gewünscht wird Code

Ergebnis

\left(\frac{1}{2} \right) \left(\frac{1}{2}\right.

( 12 )

\left\{x \,\middle|\, x ^{14}_7N + e+ \bar{\symup{\nu}}_e}$ $\ce{CO2 + C 2CO}$

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

H 2 O2

227 + 90Th

𝑐H2 O = 4184 J/(kg K) 14 6C

−−→

14 7N

+ e− + ν̄ e

−− ⇀ CO2 + C ↽ − − 2 CO

LaTEX – Chemische Formeln

73 / 192

Fortgeschrittener Formelsatz

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Fortgeschrittener Formelsatz

74 / 192

Matrizen

Doku: amsmath

Matrizen (und damit Vektoren) werden fett geschrieben.

Ergebnis

\symbf{M}^\top \symbf{M}^\dagger

𝑴⊤ 𝑴∗ 𝑴 † 𝑴 −1

\symbf{M}^* \symbf{M}^{-1}

M_{12}

Verschiedene Klammern

Ergebnis

\begin{pmatrix} \begin{bmatrix} \begin{Bmatrix} x & y \\ -1 \\ -1 \\ z & abc 2 2 \end{pmatrix} \end{bmatrix} \end{Bmatrix}

𝑥 ( 𝑧

Unterschiedliche Ausrichtung mit * \begin{pmatrix*}[l] 1 & -1 \\ -1 & 2 \end{pmatrix*} \begin{pmatrix*}[r] 1 & -1 \\ -1 & 2 \end{pmatrix*}

Doku: mathtools

𝑀12

𝑦 −1 −1 )[ ]{ } 𝑎𝑏𝑐 2 2

Ergebnis

\begin{pmatrix*}[c] 1 & -1 \\ -1 & 2 \end{pmatrix*}

1 ( −1

−1 ) 2

1 ( −1

−1 ) 2

(

1 −1

−1 ) 2

Mehr Möglichkeiten in der Doku. PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

LaTEX – Fortgeschrittener Formelsatz

75 / 192

Unnötigen Leerraum loswerden

mathtools stellt zwei wichtige Befehle, um Leerraum zu eliminieren:

Ergebnis

\mathclap

lim 𝑓(𝑥)

\lim_{x\to\infty} f(x)

𝑥→∞

lim 𝑓(𝑥)

\lim_{\mathclap{x\to\infty}} f(x)

𝑥→∞

\sum_{i \in \{1, 2, 3, 4, 5\}} i

∑

𝑖

𝑖∈{1,2,3,4,5}

\sum_{\mathclap{i \in \{1, 2, 3, 4, 5\}}} i

∑𝑖 𝑖∈{1,2,3,4,5}

\cramped

Ergebnis

2^{2^2} \cramped{2^{2^2}}

22 222

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

2

LaTEX – Fortgeschrittener Formelsatz

76 / 192

Fallunterscheidungen

Befehle mit * aktivieren den Textmodus nach dem &. Code

Ergebnis

f(x) = \begin{cases} x , & x \ge 0 \\ \int_0^1 x , & \text{sonst} \end{cases}

𝑓(𝑥) = {

0

\begin{drcases*} x , & $x < 0$ \\ \int_0^1 x , & sonst \end{drcases*} \ne - \lvert x \rvert

PeP et al. Toolbox Workshop – Pep et al. e.V.

𝑥, 𝑥≥0 1 ∫ 𝑥, sonst

𝑥,

𝑥