Unix- Dirk Frettl oh Vorlesung Unix-Praktikumfrettloe/teach/unix/unix12.pdf · Unix-Praktikum Dirk Frettl oh Programmkode in LATEX verbatim verb listings Mathematischer Schriftsatz

Unix-Praktikum

Dirk Frettloh

Programmkodein LATEX

verbatim

verb

listings

MathematischerSchriftsatz inLATEX

Formelumgebung

MathematischeSymbole

Text in Formeln

Variablen undFunktionen

AllgemeinereKonstruktionen

Felder, Vektoren,Matrizen

Vorlesung Unix-Praktikum12. LATEX: Programmkode, Mathematische Texte

Dirk Frettloh

Technische FakultatUniversitat Bielefeld

24. Januar 2018

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Formelumgebung


Text in Formeln




Willkommen zur zwolften VorlesungWas gab es beim letzten Mal?

I bash-Kurzbefehle

I Der Editor emacs

I LATEXGrundlagen, Fließtext, Gliederung

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Formelumgebung


Text in Formeln




Willkommen zur zwolften VorlesungWas machen wir heute?

Programmkode in LATEXverbatimverblistings

Mathematischer Schriftsatz in LATEXFormelumgebungMathematische SymboleText in FormelnVariablen und FunktionenAllgemeinere KonstruktionenFelder, Vektoren, Matrizen

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Formelumgebung


Text in Formeln




Programmkode setzenverbatim und verb

\beginverbatim...\endverbatim

\verb; ... ;

Alles, was im LATEX-code zwischen \beginverbatim und\endverbatim steht, wird Zeichen fur Zeichen ubernommen(und als typewriter gesetzt).

Ebenso alles zwischen \verb; und ;

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Formelumgebung


Text in Formeln




Programmkode setzenMit der verbatim-Umgebung

\beginverbatim#include <stdio.h>. . . mehr Programmkode . . .\endverbatim

/*

* hello world in C

*/

#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv)

printf("Hello world\n");

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Formelumgebung


Text in Formeln




Programmkode setzeneinzelne Befehle mit dem \verb-Befehl

LATEX-Quellkode:

Mit \verb|\begintabularlll| beginnt man eine

dreispaltige Tabelle.

Ergebnis:

Mit \begintabularlll beginnt man eine dreispaltigeTabelle.

Hinweis:

I | . . . | klammern den wortlich auszugebenden Befehlsteil ein.

I Nutzbar ist jedes Sonderzeichen, das nicht im Befehlsteilvorkommt:

\verb+\LaTeX+ gibt das \LaTeX-Logo aus.

\LaTeX gibt das LATEX-Logo aus.

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Formelumgebung


Text in Formeln




Programmkode setzeneinzelne Befehle mit dem \verb-Befehl

LATEX-Quellkode:

Mit \verb|\begintabularlll| beginnt man eine

dreispaltige Tabelle.

Ergebnis:

Mit \begintabularlll beginnt man eine dreispaltigeTabelle.

Hinweis:

I | . . . | klammern den wortlich auszugebenden Befehlsteil ein.

I Nutzbar ist jedes Sonderzeichen, das nicht im Befehlsteilvorkommt:

\verb+\LaTeX+ gibt das \LaTeX-Logo aus.

\LaTeX gibt das LATEX-Logo aus.

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Formelumgebung


Text in Formeln




Programmkode setzenmit dem listings-Paket

\usepackagelistings % Makropaket fur Listings

. . .

\begindocument\lstsetlanguage=C % Syntax-Hervorhebung fur C

\beginlstlisting. . . Programmkode wie oben . . .\endlstlisting

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Text in Formeln




Programmkode setzenSyntaxabhangiges Einfarben

\usepackagelistings % Makropaket fur Listings\usepackagecolor % Makropaket fur Farben. . .\lstsetlanguage=C % Syntax-Hervorhebung fur C\definecolordkredrgb0.6,0,0\definecolordkgreenrgb0,0.6,0\definecolordkpinkrgb0.6,0,0.6\lstsetkeywordstyle=\colorblue, stringstyle=\colordkred,commentstyle=\colordkgreen, identifierstyle=\colordkpink

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Formelumgebung


Text in Formeln




Programmkode setzenEinfarben von eigenen Variablen/Funktionen

\definecolordkpinkrgb0.6,0,0.6\definecolordkturquoisergb0,0.6,0.6\lstsetemph=main,printf, emphstyle=\colordkpink,emph=[2]argc,argv,emphstyle=[2]\colordkturquoise

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Formelumgebung


Text in Formeln




Programmkode setzenZeilen numerieren

\lstsetnumbers=left,numberstyle=\small,numbersep=5pt

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Formelumgebung


Text in Formeln




Programmkode setzendirekt aus einer Quellkode-Datei einbinden

I Gesamte Quellkode-Datei einbinden:

\lstinputlistinghello.c

I Einen Teil einer Quellkode-Datei einbinden:

\lstinputlisting[firstline=7,lastline=10]hello.c

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Formelumgebung


Text in Formeln




Programmkode setzenRahmen erzeugen

\beginlstlisting[frame=tRBl]. . .\endlstlisting

oder: \lstinputlisting[...,frame=tRBl]hello.c

(t,r,b,l: top, right, bottom, left;

T,R,B,L: doppelter Strich)

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Formelumgebung


Text in Formeln




Programmkode setzenUnterschriften erzeugen

\beginlstlisting[frame=trbl,caption=Das \glqq Hello World-Programm\grqq,captionpos=b, label=helloworld]

. . .\endlstlisting

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Formelumgebung


Text in Formeln




Programmkode setzenUnterschriften erzeugen

\beginlstlisting[frame=trbl,caption=Das \glqq Hello World-Programm\grqq,captionpos=b, label=helloworld]

. . .\endlstlisting

Eigenschaften der Unterschriften:

I Label kann uber \refhelloworld genutzt werden

I \lstlistoflistings erzeugt Verzeichnis der Listings(analog zu listoffigures)

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Text in Formeln




Mαt~∈Math,e,mAti ,s⊂Hε F Rm∈Ln

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Formelumgebung


Text in Formeln




Mathematischer Schriftsatz in LATEXFormelumgebung

Schriftsatz von Formeln hat eigene Traditionen undKonventionen:

f(x)=sin(x) f (x) = sin(x)

Textmodus Mathematischer Modus

...und viele Sonderzeichen, Schreibweisen, Notationen,Darstellungen...

x =1

n

n∑i=1

xi oder AT =

(1− λ 2

2 −1− λ

)

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Formelumgebung


Text in Formeln





Dabei gibt es Formeln im Fließtext, etwa f (x) = ex , oder aberabgesetzte Formeln:

f : R→ R, f (x) = ex

Im Fließtext: mit $ und $ einfassen:

...etwa $f(x)=e^x$

Als abgesetzte Formel in einer Extrazeile: mit \[ und \]einfassen:

\[ f: \mathbbR \to \mathbbR , \, f(x)=e^x \]

Oder mit Nummer: mit der equation-Umgebung:

\beginequationf: \mathbbR \to \mathbbR , \, f(x)=e^x

\endequation

f : R→ R, f (x) = ex (1)

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Text in Formeln





Dabei gibt es Formeln im Fließtext, etwa f (x) = ex , oder aberabgesetzte Formeln:

f : R→ R, f (x) = ex

Im Fließtext: mit $ und $ einfassen:

...etwa $f(x)=e^x$

Als abgesetzte Formel in einer Extrazeile: mit \[ und \]einfassen:

\[ f: \mathbbR \to \mathbbR , \, f(x)=e^x \]

Oder mit Nummer: mit der equation-Umgebung:

\beginequationf: \mathbbR \to \mathbbR , \, f(x)=e^x

\endequation

f : R→ R, f (x) = ex (1)

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Text in Formeln




Mathematische Sonderzeichen

Spezielle Buchstaben: α, β, γ, . . . ,A,B,C, . . .

Symbole: ∀, ∃,≤, 6≤,⊗,⇒, . . .

Mathematische Akzente: a′, a, a, ~a, . . .

Kompliziertere (zusammengesetzte):

∞∑n=1

3√n

∫ 1

0h(x) dx

x3

3

∣∣∣∣∣1

x=0

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Text in Formeln




Griechische Buchstaben

Mittels $\sigma, \Sigma$ usw: erzuegt man σ,Σ usw.Falls der griechische Buchstabe mit einem lateinischenubereinstimmt: kein eigenes Symbol.

Kein \omikron, \Alpha, denn: o A

α alpha ε, ε epsilon κ kappa ξ xi τ tauβ beta ζ zeta λ lambda π pi φ, ϕ phiγ gamma η eta µ mu ρ, % rho χ chiδ delta θ, ϑ theta ν nu σ sigma ψ psiω omega

(bei zwei Varianten: \phi, \varphi, \theta, \vartheta usw)

Γ Gamma Θ Theta Ξ Xi Σ Sigma Ψ Psi∆ Delta Λ Lambda Π Pi Φ Phi Ω OmegaΥ Upsilon

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Formelumgebung


Text in Formeln




Griechische Buchstaben

Mittels $\sigma, \Sigma$ usw: erzuegt man σ,Σ usw.Falls der griechische Buchstabe mit einem lateinischenubereinstimmt: kein eigenes Symbol.

Kein \omikron, \Alpha, denn: o A

α alpha ε, ε epsilon κ kappa ξ xi τ tauβ beta ζ zeta λ lambda π pi φ, ϕ phiγ gamma η eta µ mu ρ, % rho χ chiδ delta θ, ϑ theta ν nu σ sigma ψ psiω omega

(bei zwei Varianten: \phi, \varphi, \theta, \vartheta usw)

Γ Gamma Θ Theta Ξ Xi Σ Sigma Ψ Psi∆ Delta Λ Lambda Π Pi Φ Phi Ω OmegaΥ Upsilon

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Text in Formeln




bb Blackboard Bold

Vorab: Einige hier gezeigte Befehle brauchen dieseZusatzmodule:

\usepackageamsmath\usepackageamssymb

Fruher: N, Z, Q, R fur naturliche, ganze, rationale, reelleZahlen.

Heute: N, Z, Q, R. Geeignet fur Tafeln (engl blackboard)

Erzeugen mit $\mathbbN$ usw.

Analog:I $\mathcalA,\mathcalB,\mathcalC$ fur A,B, CI $\mathfrakA,\mathfrakB,...$ fur A,B,C

(cal: calligraphic = Schreibschrift, frak = Fraktur)

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Formelumgebung


Text in Formeln




bb Blackboard Bold




Heute: N, Z, Q, R.

Geeignet fur Tafeln (engl blackboard)




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Text in Formeln




bb Blackboard Bold








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Formelumgebung


Text in Formeln




bb Blackboard Bold







(cal: calligraphic = Schreibschrift, frak = Fraktur)20 / 38

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Formelumgebung


Text in Formeln




Symbole; Negieren von Symbolen

Beispiele:

I \forall ∀I \exists ∃I \le ≤I \ge ≥I \in ∈

∀n ∈ N∃k ∈ N : k ≥ n

Negieren mit \not:

\not\in, \not\ge, \not\exists, usw.

Klappt oft (nicht immer, bzw sieht nicht immer perfekt aus)

6 ∀n ∈ N∃k ∈ N : k 6≥ n

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Text in Formeln




Symbole; Negieren von Symbolen

Beispiele:

I \forall ∀I \exists ∃I \le ≤I \ge ≥I \in ∈

∀n ∈ N∃k ∈ N : k ≥ n

Negieren mit \not:

\not\in, \not\ge, \not\exists, usw.

Klappt oft (nicht immer, bzw sieht nicht immer perfekt aus)

6 ∀n ∈ N∃k ∈ N : k 6≥ n

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Formelumgebung


Text in Formeln




Normaler Text in Formeln

Text: \mboxText

Zwischenraum:

I \, \: \; \quad (von links nach rechts: breiter)

I Also Text mit Zwischenraum:

\, \mboxText \, oder auch \mbox Text

I negativer Zwischenraum: \!

∀n ∈ N ∃k ∈ N k ≥ n

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Text in Formeln




Mathematische Akzente

a’ a′

a’’ a′′

\bara a\tildea a\veca ~a\hata a usw

Siehe ”Comprehensive list of LATEX symbols”(dort z.B. Index → hat)

Ein paar wenige gibt es auch als breite Version:

\widetilde, \widehat, \overline,\overrightarrow.

Z.B. x + y + z , f + g .

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Mathematische Akzente

a’ a′

a’’ a′′

\bara a\tildea a\veca ~a\hata a usw

Siehe ”Comprehensive list of LATEX symbols”(dort z.B. Index → hat)Ein paar wenige gibt es auch als breite Version:

\widetilde, \widehat, \overline,\overrightarrow.

Z.B. x + y + z , f + g .23 / 38

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Formelumgebung


Text in Formeln




Variablen und Funktionsnamen

Konvention:

Variablen und eigene Funktionen: f (x), a,B usw. kursiv (italic)

Zahlen und festdefinierte Funktionen: sin, cos,mod...gerade.Als Befehl: $\sin, \cos, \bmod$.

sin2(x) + cos2(x) = 1; 2 ≡ 7 mod 5

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Hoch- und Tiefstellungen

Beispiele:

x^2 x2

x^4n x4n

x i xix i,j xi ,jx^n i xni

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Formelumgebung


Text in Formeln




Bruche

\fracZahlerNenner

x2 − 1

x + 1= x − 1

...kann man auch stapeln:

x − 1x

1 + 1x

= x − 1

Wurzeln:

\sqrt[Basis]Ausdruck

\sqrtx√x

\sqrt[3]a+b 3√a + b

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Text in Formeln




Bruche

\fracZahlerNenner

x2 − 1

x + 1= x − 1

...kann man auch stapeln:

x − 1x

1 + 1x

= x − 1

Wurzeln:

\sqrt[Basis]Ausdruck

\sqrtx√x

\sqrt[3]a+b 3√a + b

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Text in Formeln




Summen und Produkte

Im Fließtext: $\sum i=0^n x i$∑n

i=0 xi

Abgesetzt: \[ sum i=0^n x i \]

n∑i=0

xi

Weitere Operatoren: \prod:∏

, \bigcap:⋂

, \bigvee:∨

, usw.

n! =n∏

i=1

i

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Text in Formeln




Fortsetzungspunkte, Integrale

a 1, \ldots, a n a1, . . . , an ”low dots”1+2+ \cdots +n 1 + 2 + · · ·+ n ”center dots”

Integrale analog zu Summen:

$\int a^b f(x) \; dx$ liefert∫ ba f (x) dx

\[ \int a^b f(x) \; dx \] liefert∫ b

af (x) dx

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Fortsetzungspunkte, Integrale

a 1, \ldots, a n a1, . . . , an ”low dots”1+2+ \cdots +n 1 + 2 + · · ·+ n ”center dots”

Integrale analog zu Summen:

$\int a^b f(x) \; dx$ liefert∫ ba f (x) dx

\[ \int a^b f(x) \; dx \] liefert∫ b

af (x) dx

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Mathematische Klammern

Beim Klammern sollte die Große stimmen:

(x

2+ y)

sieht nicht gut aus. Daher:

\left( beliebige Formel \right) (beliebige Formel)\left[ beliebige Formel \right] [beliebige Formel]\left beliebige Formel \right beliebige Formel\left| beliebige Formel \right| |beliebige Formel|(und noch ein paar wenige)(x

2+ y)

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Klammern

Dennoch macht LATEX Klammern manchmal zu groß:

∑i

ai

∣∣∣∣∣∣∑j

xij

∣∣∣∣∣∣p1/p

, schoner so:

(∑i

ai

∣∣∣∑j

xij

∣∣∣p)1/p

Oder aber kleiner, als man mochte:

((a1b1)− (a2b2)) ((a2b1) + (a1b2))

deutlicher so:((a1b1)− (a2b2)

)((a2b1) + (a1b2)

)

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Klammern

Dann kann die Große auch fest gewahlt werden:

( \fracab ) ( ab )

\big( \fracab \big)(ab

)\Big( \fracab \Big)

(ab

)\bigg( \fracab \bigg)

(ab

)

\Bigg( \fracab \Bigg)

(ab

)

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Felder (arrays)

Analog zu Tabellen, aber im mathematischen Modus:

\beginarrayccca & b & c \\d & e & f \\\endarray

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Matrizen

Klammern und Felder ergeben Matrizen!

\left( \beginarray ... \endarray \right)

~v + ~w =

xyz

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Matrizen

Andere Moglichkeiten:

\beginpmatrixa & b & c \\d & e & f \\\endpmatrix (

a b cd e f

)I pmatrix (...)

I bmatrix [...]

I Bmatrix ...I vmatrix |...|I Vmatrix ‖ . . . ‖.

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Matrizen

Im Fließtext sieht eine Matrix

(a bc d

)recht groß aus. Dafur

gibt es die smallmatrix-Umgebung:

\big( \beginsmallmatrixa&b \\c&d\endsmallmatrix \big)

Damit sieht eine Matrix im Fließtext(a bc d

)harmonischer aus.

Klammern mussen hier mit \big( und \big) erzeugt werden.(Nicht mit \left( ... \right), das wird zu groß)

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Matrizen

Im Fließtext sieht eine Matrix

(a bc d

)recht groß aus. Dafur

gibt es die smallmatrix-Umgebung:

\big( \beginsmallmatrixa&b \\c&d\endsmallmatrix \big)

Damit sieht eine Matrix im Fließtext(a bc d

)harmonischer aus.

Klammern mussen hier mit \big( und \big) erzeugt werden.(Nicht mit \left( ... \right), das wird zu groß)

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Fallunterscheidungen

\left( und \right) mussen paarweise auftreten.

Unterschiedliche Klammern ( ] sind moglich.

\left. und \right. erzeugen unsichtbare Klammern.

f (x) =

−x , falls x < 0x , falls x ≥ 0

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Matrizen mit Auslassungen

Weitere Formen von Punkten:

Neben \cdots · · · auch \vdots... und \ddots . . .

(”vertical dots”, ”diagonal dots”)

a1,1 · · · a1,n...

. . ....

am,1 · · · am,n

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Ende der heutigen Vorlesung

Vielen Dank furs Zuhoren!

Bis nachste Woche!

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