Wprowadzenie do L A T E Xa. Proseminarium Biomatematyka i Teoria Gier

Wprowadzenie do L A T E Xa Proseminarium Biomatematyka i Teoria Gier

Co to jest T E X? T E X powstał w Stanach Zjednoczonych na Uniwersytecie Stanforda a jego autorem jest wybitny informatyk profesor Donald E. Knuth. Pracę nad systemem rozpoczał w 1977 roku a używany w obecnej postaci T E X został udostępniony w 1982 roku a ukończony w 1986 roku. TeX to system składu drukarskiego, dostępny w każdym używanym współcześnie systemie operacyjnym. Rozpowszechniany jest na licencji typu Open Source. L A T E X to zestaw poleceń, które ułatwiaja korzystanie z systemu T E X i składnie dokumentów. L A T E X(także T E X) jest systemem składu tekstu typu WYSIWYM (What You See Is What You Mean) określamy logiczna strukturę dokumentu a program zajmuje się ułożeniem tekstu zgodnie zadana struktura. Można traktować T E Xa (L A T E Xa) jako język programowania, w którym programujemy wyglad dokumentu. Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 1 / 42

Wady i zalety L A T E Xa (T E Xa) Zalety: wysoka jakość składu; możliwość dopasowywania do specjalizowanych zadań; łatwa współpraca z innymi aplikacjami; przenośność (na (prawie) każdej platformie systemowej działa identycznie); Możliwe problemy: kodowanie niestandardowych znaków (np. polskich ogonków); brak zainstalowanych pewnych pakietów; wykorzystanie nowych możliwości, które w starych wersjach moga nie działać; łatwość składu tekstu matematycznego; duże możliwości: automatyczne numerowanie (równań, tabel, rysunków, twierdzeń, itp.), automatyczne tworzenie spisów (treści, rysunków, tabel), indeksów; za darmo. Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 2 / 42

Wady i zalety L A T E Xa (T E Xa) Wady: Do L A T E Xa trzeba się przyzwyczaić nie jest to edytor typu WYSIWYG; Napisanie prostego, kilku zdaniowego dokumentu (np. podania) zajmuje więcej czasu niż w Wordzie, OpenOffice czy w innym podobnym programie. Z drugiej strony nauczenie się korzystania z automatycznego numerowania, automatycznych odnośników, spisów treści itp. w Wordzie jest równie czasochłonne (a może i bardziej czasochłonne) niż opanowanie tych rzeczy w L A T E Xu; Skład dokumentu z duża liczba obrazków i tabel może być wyzwaniem; W L A T E Xu trudno jest pisać bałaganiarskie dokumenty bez żadnej struktury; Modyfikowanie wygladu dokumentu (i dostosowywanie go do swoich wyobrażeń) nie jest łatwe (chociaż dostępne style dokumentów zwykle sa dostatecznie ładne). Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 3 / 42

L A T E X a Word (i inne podobne programy) wysiłek i czas potrzebny na przygotowanie dokumentu MS Word L A T E X wielkość i złożoność dokumentu Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 4 / 42

Jak to działa? Dokument (program) napisany w L A T E Xu umieszczamy w pliku plik.tex. Plik plik.tex kompilujemy: poleceniem latex otrzymujac plik.dvi. Następnie dvips produkuje plik PostScriptowy plik.ps a dvipdfm tworzy plik plik.pdf. poleceniem pdflatex otrzymujac plik.pdf. L A T E X (plik.tex) latex pdflatex Device Independent (plik.dvi) dvipdfm Portable Format Document plik.pdf dvips ps2pdf PostScript plik.ps Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 5 / 42

Jak to działa? Oba dokumenty (ps i pdf) sa równoważne tak długo jak nie umieszczamy w dokumencie obrazków i nie używamy poleceń specyficznych dla jednego formatu. Na przykład w pliku pdf można umieszczać odnośniki (linki) do innych miejsc w dokumencie i stron internetowych, czego w pliku PostScript-owym zrobić się nie da. Dokument z formatu PDF zawsze można skonwertować do formatu PostScript i odwrotnie (tracac przy tym rzeczy specyficzne dla formatu PDF). Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 6 / 42

Skad wziać L A T E Xa? Najłatwiej jest ściagn ać go całkowicie za darmo z internetu. W sieci sa dostępne dwie główne dystrybucje T E Xa. T E XLive opracowany przez TUG (TeX User Group), dostępny pod Windowsa, Linuxa (instalowany także z niektórymi dystrybucjami) i Maca (http://www.tug.org/texlive/). Aktualna wersja to T E XLive 2016. MikTeX dostępny pod Windowsa. ( http://miktex.org/) Aktualna wersja: 2.9. Zapowiedziana jest wersja pod Linuxa (zima 2016/lato 2017). Aby tworzyć dokumenty w L A T E Xu wystarczy dowolny edytor tekstu (np. Windowsowy notatnik). Jednak sa edytory które znacznie ułatwiaja pisanie w L A T E Xu. Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 7 / 42

Edytory do L A T E Xa część I Edytory WYSIWYG Scientific WorkPlace płatny, dla studentów za $260 (Win); LyX za darmo dla wszystkich ( http://www.lyx.org/) (Win, Linux, Mac); BaKoMa TeX Word płatny, dla studentów e55 ( http://www.bakoma-tex.com/) (Win, Linux, Mac). Edytory on-line (serwisy do składu L A T E Xa) Authorea https://www.authorea.com/ Overleaf https://www.overleaf.com/ Papeeria https://www.papeeria.com/ ShareL A T E X https://www.sharelatex.com/ VerbT E X https://www.verbosus.com/ (także aplikacja na systemy mobilne) Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 8 / 42

Edytory do L A T E Xa część II Zwykłe edytory (zwykle za darmo, o ile nie napisałem inaczej) XEmacs http://www.xemacs.org/ (Win, Lin), bardzo duże możliwości, specyficzne skróty klawiszowe; Led http://www.latexeditor.org/, (tylko Win), świetne słowniki, nierozwijany od 2009, nie obsługuje kodowania UTF-8; T E Xmaker http://www.xm1math.net/texmaker/; T E Xstudio http://www.texstudio.org/; T E XnicCenter http://www.texniccenter.org/ (tylko Win); T E Xworks dostarczany wraz z MikTeXem i TeXLivem; Kile http://kile.sourceforge.net/ (tylko Linux); T E Xlipse plugin ( http://texlipse.sourceforge.net/) do środowiska Eclipse (http://www.eclipse.org/); WinEdt (płatny $40 dla studentów), (tylko Win); i inne (por. https://en.wikipedia.org/wiki/comparison_of_tex_editors)... Do pisania wystarczy zwykły Notatnik, ale dedykowane edytory dysponuja szeregiem narzędzi ułatwiajacych pisanie tekstu (kolorowanie składni, podpowiedzi poleceń, sprawdzanie pisowni, itp.). Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 9 / 42

Poczatki Pierwszy dokument \documentclass{article} \begin{document} Tutaj piszemy co chcemy... \end{document} Pierwsza linijka definiuje klasę dokumentu, która określa w jaki sposób dokument ma wygladać (jak będa wygladały tytuły rozdziałów, sekcji, itp.). Podstawowe klasy dokumentów: article do składu artykułów; book do składu ksiażek; report do składu średniej długości dokumentów. Obszar przed \begin{document} nazywamy preambuła. Właściwa treść dokumentu umieszczamy między \begin{document} a \end{document}. Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 10 / 42

Znaki specjalne Wszystkie polecenia L A T E Xa zaczynaja się od ukośnika \. Aby w tekście uzyskać ukośnik trzeba napisać $\backslash$ (znaki dolara sa konieczne). Jest jeszcze kilka znaków specjalnych interpretowanych przez L A T E Xa: $ & % # _ { } ˆ Aby te znaki uzyskać w tekście, trzeba je poprzedzić ukośnikiem, czyli napisać: \$ \& \% \# \_ \{ \} \ˆ{} Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 11 / 42

Formatowanie tekstu Polecenia tworzace strukturę dokumentu: część \part{tytuł części} rozdział \chapter{tytuł rozdziału} podrozdział (sekcja) \section{tytuł podrozdziału} podsekcja \subsection{tytuł} \subsubsection{tytuł} paragraf \paragraph{tytuł} \subparagraph{tytuł} Tytuły te zostana umieszczone w spisie treści, a rozdziałom, sekcjom zostanie przypisany numer. Od klasy dokumentu zależy jak głęboki będzie spis (czyli pojawia się w nim tylko rozdziały, czy może także subparagrafy). Wszystkie powyższe polecenia maja wersję z * czyli \chapter*{tytuł rozdziału}. Taki tytuł nie otrzymuje wówczas numeru i może nie być umieszczony w spisie treści (zależy to od klasy tak się dzieje w standardowych klasach article, report, book). Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 12 / 42

Spisy L A T E X automatycznie generuje takie spisy (treści, rysunków, tabel) jakie chcemy: Spis treści \tableofcontents Spis rysunków \listoffigures Spis tabel \listoftables Do tworzenia skorowidzów (indeksów) służy polecenie \index{słowo} oraz program makeindex dostarczany z L A T E Xem do sortowania indeksu. Aby spis treści (tabel, rysunków) był poprawny, dokument należy przetworzyć trzy razy latexem. 1 L A T E X zapisuje numery i tytuły rozdziałów/rysunków i numery stron w osobnym pliku; 2 L A T E X wczytuje potrzebne informacje i umieszcza je w spisie, ale... wygenerowanie spisu może spowodować zmianę numeracji stron, więc... 3... trzeba przetworzyć dokument raz jeszcze. Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 13 / 42

To co lubimy, czyli matematyka w L A T E Xu Skład wzorów matematycznych w L A T E Xu jest łatwy i ładny. Jeśli chcemy wzór matematyczny umieścić w tekście piszemy go między $ a $. Na przykład y = x + 1 zapisujemy tak: $y=x+1$. Jeśli chcemy wzór wyróżnić mamy na to kilka sposobów. y = x + 1 możemy zapisać między $$ i $$ czyli $$y=x+1$$ lub między \[ a \] czyli \[ y=x+1 \]. Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 14 / 42

Numerowanie wzorów Czasami chcielibyśmy nadać numer zapisanemu równaniu by później się do niego odwołać. W L A T E Xu robimy to w sposób następujacy: \begin{equation}\label{rownanie} y=x+1 \end{equation} i otrzymujemy y = x + 1 (1) Następnie odwołujemy się do równania poprzez nadana etykietę piszac: z równania (\ref{rownanie}) wynika... co daje nam: z równania (1) wynika... Aby uzyskać prawidłowy numer wzoru w odwołaniu należy dwukrotnie skompilować dokument L A T E Xem. Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 15 / 42

Przydatne polecenia matematyczne \frac{a}{b} a b aˆ{b+c} a b+c a_n a n \sqrt{a} a \sqrt[123]{a} 123 a \dot{x}(t) ẋ(t) \exists a \in A\, \forall b \; a \le b a A b a b a \ge b a b całka nieoznaczona \int f(x)dx f (x)dx całka oznaczona \int_{a_1}ˆ{bˆ2} f(x)dx lub (jak kto woli) \int\limits_{a}ˆ{b} f(x)dx b 2 a 1 b a f (x)dx f (x)dx Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 16 / 42

Litery greckie i różne symbole matematyczne Litery greckie piszemy poprzedzajac ich nazwę symbolem ukośnika, czyli: \alpha, \beta, \pi, \omega, \Gamma, \Delta, \Pi, \Omega co daje α, β, π, ω, Γ,, Π, Ω; znak nieskończoności \infty = ; zbiór pusty \emptyset = ; strzałki różnego rodzaju: \to, \Rightarrow, \Longrightarrow, \leftarrow, czyli:,, =, ; 123 symbol sumy \sum_{n=1}ˆ{123} =. n=1 gradient \nabla, iloczyn wektorowy \times, czyli, ; kropki: \cdots \ldots..., \ddots..., \vdots. Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 17 / 42

Twierdzenia, definicje itp. Na poczatku w preambule dokumentu musimy zdefiniować nasze twierdzenie, a potem użyć go w tekście: \newtheorem{tw}{twierdzenie} \newtheorem{de}{definicja} \begin{document} \begin{tw} Jeśli $x = 2$, to $x+2=4$. \end{tw} \begin{de} Funkcję $f:[a,b]\to\varmathbb{r}$ nazywamy... \end{de} \end{document} co da nam następujacy wynik: Twierdzenie 1 Jeśli x = 2, to x + 2 = 4. Definicja 1 Funkcję f : [a, b] nazywamy... Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 18 / 42

Literatura Literaturę cytowana w tekście umieszcza się w środowisku thebibliography \begin{thebibliography}{9} \bibitem{poz1} A. Autor, \textit{tytuł}, 2001. \bibitem{poz2} B. Autor, Tytuł, \textit{czasopismo}, 2011. \end{thebibliography} [1] A. Autor, Tytuł, 2001. [2] B. Autor, Tytuł, Czasopismo, 2011. W tekście cytujemy ja używajac polecenia \cite{poz1}, na przykład tak: Twierdzenie XYZ udowodniono w [1]. Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 19 / 42

Pakiety W preambule dokumentu można dołaczyć pakiety, czyli zbiory poleceń ułatwiajace wykonanie niektórych rzeczy. Dostępnych pakietów jest bardzo dużo. Bywa, że niektóre z nich gryza się z innymi. Do dołaczania pakietów służy polecenie \usepackage{nazwapakietu} Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 20 / 42

Polskie krzaczki, czyli ogonki, kropki i akcenty Przede wszystkim musimy właczyć polskie wzorce przenoszenie wyrazów. (W starych wersjach MikTeXa w MikTeXOptions należy wybrać zakładkę Languages, na liście zaznaczyć język polski.) Sposób 1 niewygodny, ale działa zawsze \k{a}, \ c, \k{e}, {\l}, \ n, \ o \ s, \.z, \ z czyli ą, ć, ę, ł, ń, ó, ś, ż, ź Sposób 2 \documentclass{article} \usepackage{polski} % kodowanie: latin2, utf8 lub cp1250 \usepackage[cp1250]{inputenc} Znaki wprowadzamy normalnie piszac ą, ę, itd. Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 21 / 42

Polskie krzaczki, czyli ogonki, kropki i akcenty Sposób 3 %& --translate-file=cp1250pl \documentclass{article} \usepackage{polski} % kodowanie: cp1250pl, il2-pl Może się tak zdarzyć, że ten sposób nie działa. Wówczas należy znaleźć plik texmf.cnf i zmienić linijkę: parse_first_line = f na parse_first_line = t Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 22 / 42

Polskie znaki uwagi końcowe Różnice między Sposobami 2 i 3: Korzystajac ze sposobu 3, w komunikatach o błędach dostaniemy polskie znaki, podczas gdy korzystajac ze sposobu 2 zobaczymy \k{a}, itd. Za pomoca sposobu 2 możemy wprowadzać znaki w kodowaniu UTF-8 (dzięki czemu będzie można w pliku pdf wygenerować zakładki z polskimi znakami). Uwaga: nie wszystkie edytory obsługuja kodowanie UTF-8. Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 23 / 42

Myślniki zwykły myślnik, czyli em-pauza, to --- czyli trzy myślniki, np. Dzisiaj pójdziemy na wesołe miasteczko, jutro do ZOO. ; myślnik od-do, czyli en-pauza, to -- czyli dwa myślniki, np. Dowód lematu znajdzie Czytelnik na stronach 10 12. ; krótki myślnik łaczy wyrazy dwuczłonowe, np. biało-czerwone. W pakiecie polski zdefiniowano nowe polecenie \dywiz{}, który produkuje myślnik łacz acy dwa wyrazy, na przykład biało-czerwone zapiszemy biało\dywiz{}czerwone. To samo można uzyskać za pomoca zwykłego minusa, ale wówczas taki wyraz, może zostać nieprawidłowo złamany. Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 24 / 42

Przydatne pakiety wybór własny amsmath wiele poleceń i środowisk przydatnych przy pisaniu wzorów; enumerate umożliwiajacy elastyczne definiowanie list numerowanych; array poprawiajacy wyświetlanie tabel i definiujacy kilka użytecznych poleceń do pracy z tabelkami; geometry łatwe definiowanie rozmiaru papieru i marginesów; graphicx wstawianie grafiki do pliku; tikz pakiet umożliwiajacy tworzenie rewelacyjnych rysunków w samym L A T E Xu; pgfplots pakiet umożliwiajacy tworzenie wykresów L A T E Xu; beamer pakiet do tworzenia prezentacji. Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 25 / 42

Pakiet amsmath środowisko cases Ułatwia definiowanie funkcji kawałkami ciagłych. \[ \] f(x) = \begin{cases} 0 & \textrm{ dla } x<0 \\ 1 & \textrm{ dla } x\ge 0 \end{cases} f (x) = { 0 dla x < 0 1 dla x 0 Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 26 / 42

Pakiet amsmath środowisko aligned Pomaga w zapisywaniu układów równań. \begin{equation} \left\{ \begin{aligned} \dot x(t) &= x - 2y\\ \dot y(t) &=\frac{x}{3}-y \end{aligned} \right. \end{equation} ẋ(t) = x 2y ẏ(t) = x 3 y (2) Więcej na temat pakietu na stronie: http://www.ams.org/tex/amslatex.html Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 27 / 42

Pakiet enumerate \begin{enumerate}[(a)] \item Pierwszy; \item Drugi; \end{enumerate} \begin{enumerate}[{a}1] \item Pierwszy; \item Drugi; \end{enumerate} \begin{enumerate}[punkt \bf (i)] \item Pierwszy; \item Drugi; \end{enumerate} \begin{enumerate}[\em a.] \item Pierwszy; \item Drugi; \end{enumerate} (A) Pierwszy; (B) Drugi; A1 Pierwszy; A2 Drugi; punkt (i) Pierwszy; punkt (ii) Drugi; a. Pierwszy; b. Drugi; Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 29 / 42

Pakiet geometry Chcemy ustawić wszystkie marginesy na 1,35 cm? Proste. Piszemy (w preambule dokumentu): \usepackage[margin=1.35cm]{geometry} Chcemy ustawić rozmiar papieru na b5 a margines dolny na 3 cm, górny na 2,5 cm, prawy na 3 mm, zaś lewy na 2 cale? Piszemy (w preambule dokumentu): \usepackage{geometry} \geometry{b5paper,bmargin=3cm, tmargin=2.5cm,rmargin=3mm,lmargin=2in} Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 31 / 42

Pakiet graphicx y 1 0.5 0 0.5 Wykresy Wykresy 0 2 4 6 x Zapisujemy to tak: 1 0 2 4 6 x 1 0.5 0 y 0.5 1 \includegraphics[width=5cm]{proba.pdf} \includegraphics[width=5cm,angle=90]{proba.pdf} Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 33 / 42

Pakiet tikz przykład 1 y 1 1 1 2 1 2 sin α α cos α tg α = sin α cos α x 1 1 2 1 Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 35 / 42

Pakiet tikz przykład 2 2 2 s 3 replacement of the capacity by two places s s 2 2 Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 36 / 42

Pakiet tikz przykład 3 f (x) 5 4 3 f (x) = x 2 1 0 1 1 2 3 4 f (x) = 5e x2 /5 x 5 f (x) = sin x Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 37 / 42

Pakiet pgfplots 3 2 1 funkcja okresowa funkcja asymptotycznie okresowa 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 t concentration (rescaled) 2 1.5 1 0.5 p53 Mdm2 0 0 200 400 600 800 1,000 time in minutes τ = 32 mrna 2 1 1 0.2 0.4 p53 Mdm2 Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 39 / 42

Więcej informacji o L A T E Xu W sieci: Ksiażki: Strona GUST: http://www.gust.org.pl/ Katalog pakietów: ftp://ftp.icm.edu.pl/pub/ctan/help/catalogue/catalogue.html Nie za krótkie wprowadzenie do systemu LaTeX2e podręcznik dla poczatkuj acych, do ściagnięcia: ftp://ftp.gust.org.pl/pub/ctan/info/lshort/polish/lshort2e.pdf Lamport, Leslie: LaTeX: a document preparation system, Addison-Wesley 1994. Polskie tłumaczenie: LaTeX System opracowywania dokumentów. Podręcznik i przewodnik użytkownika, WNT 2004 (tł. M. Wolińska, M. Woliński). Diller, Antoni, LaTeX. Wiersz po wierszu, Hellion 2001. Marcin Borkowski, Bartłomiej Przybylski, L A T E Xksiażka kucharska, PTM, http://www.ptm.org.pl/latex-ksiazka-kucharska Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 41 / 42

Jak pisać pracę licencjacka Formatka pracy: http://www.mimuw.edu.pl/studia/dyplomy/wzor-pracy/ Paweł Goldstein i Paweł Strzelecki Jak pisac prace matematyczne: http://dydmat.mimuw.edu.pl/jak-pisac-prace-dyplomowe-z-matematyki Podstawowa różnica względem artykułu: Artykuł zwykle jest napisany dla specjalisty w danej dziedzinie. Praca licencjacka powinna być zrozumiała dla każdego matematyka (absolwenta trzeciego roku studiów na naszym wydziale). Dobrze W równaniu (2.4) podstawiamy y = r sin x otrzymujac następujace wyrażenie tutaj odpowiednie rachunki Ponieważ r > 0, to z nierówności (2.6) wynika, że y > 0. Niech Źle y = r sin x. Wstawiajac powyższa równość do poprzedniego równania po kilku przekształceniach otrzymujemy y > 0. Biomatematyka i Teoria Gier Wprowadzenie do LAT E Xa 10 listopada 2016 42 / 42

Dziękuję za uwagę! Dziękuję za uwagę!