Snabbkurs i LATEX

Carl-Gustav WernerCarl-Gustav.Werner@math.lu.se

Matematikcentrum, Lunds universitet

2 april 2019

Innehåll

Inledning 1

1 LATEX jämfört med Word 2

2 Ett första exempel 2

3 Svensk text och rubriker 3

4 Matematisk text 4

5 Matematisk text från Maple 5

6 En enkel rapport 5

7 Fler och längre formler 7

8 Infoga bilder 8

9 Listor 9

10 Tabeller 9

11 Mer än matematik 1011.1 Kemiska molekylformler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1011.2 Kemiska strukturformler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1011.3 Kärnfysik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Mer om LATEX 11

Inledning

Detta tunna häfte är tänkt att användas som handledning vid en lärarledd2-lektionstimmars datorövning, där LATEX ska introduceras. Det kan emellertidkanske också kan vara till glädje för den som försöker lära sig LATEX på egen hand.

Det förutsätts att man har tillgång till en dator med följande programinstallerade: LATEX, TeXstudio och Maple, samt en något mer omfattandeLATEXhandledning, till exempel http://en.wikibooks.org/wiki/LaTeX/. (Seförteckning längst bak i häftet för fler exempel på LATEXhandledningar.)

1 LATEX jämfört med Word

När man arbetar i Word ser man hela tiden vad man gör och allt sparas i en fil.När man arbetar i LATEX arbetar man i olika faser: man skriver in,

kompilerar1, tittar hur det blev, skriver in, kompilerar,. . . Även om man också iLATEX skriver texten i en fil, skapas det fler filer som man kan behöva hålla reda på.

Den andra väsentliga skillnaden är att man arbetar genom att markera denlogiska strukturen i sitt dokument; man anger t ex att något ska vara enkapitelrubrik, däremot inte hur en kapitelrubrik ska formateras. Den som kännertill HTML eller något annat *ML känner säkert igen principen.

2 Ett första exempel

Programmet man skriver in text med kallas editor. Vilken editor man använderspelar ingen roll för LATEX. Här använder vi en som heter TeXstudio.

1. Starta TeXstudio.

2. Skapa ett nytt dokument.

3. Skriv in följande text:

\documentclass{article}\begin{document}Hej!\end{document}

4. Spara filen med något lämpligt namn; lämpligt innebär bland annat att detmåste sluta på .tex (vilket det blir om man inte anger något annat) samtatt det inte får innehålla blanktecken (mellanslag).

5. Kör LATEX genom att klicka på knappen som har en dubbel grön pil på sig(”Build and View”). Då skapas en .pdf-fil och dokumentet visas till höger —ett vitt blad med texten ”Hej!” på.

6. Lägg till lite text efter ”Hej!” och kör LATEX igen.

Om texten innehöll bokstäverna å, ä eller ö, syntes inte dessa ivisningsfönstret. Mer om det på nästa sida.

När man väl fått upp visningsfönstret räcker det att klicka på den enkla grönapilen. Istället för att klicka på knapparna kan man använda tangenterna F5, F6respektive F7. Klicka på menyn Tools; där står uppräknat vilka tangenter sommotsvarar vad.

TeXstudio fyller automatiskt på med en högerparentes när man skriver envänsterparentes. Detta kan vara praktiskt — eller irriterande, men det går attstänga av: Klicka på Options, Configure TeXstudio..., bocka i Show AdvancedOptions, klicka på Adv. Editor, bocka ur Auto Complete Paranthesis.

1kompilera (i datorsammanhang) = låta datorn tolka innehållet i en fil, och utifrån det skapaen ny fil.

2

3 Svensk text och rubriker

För att skriva på svenska behövs två rader till:

\documentclass{article}\usepackage[utf8]{inputenc}\usepackage[swedish]{babel}\begin{document}Hej på dig!\end{document}

Kommandot \usepackage läser in ett ”paket” med tilläggsprogram till LATEX. Idet här fallet läses först inputenc in, med väljaren2 utf8, vilket gör att å, ä, ö ochandra icke-amerikanska tecken fungerar.3 Därefter läses paketet babel in medväljaren swedish, vilket både anpassar avstavningsregler och gör så attautomatiskt genererad text som t ex ”Innehåll” och ”Figur” blir på svenska.

Det är även lämpligt att lägga till lite väljare på första raden för att anpassautformningen av dokumentet:

\documentclass[a4paper,11pt]{article}

Pappersstorleken a4paper bör man alltid ha med, annars justeras marginalernaefter amerikanskt standardformat (letter). Anger man ingen textstorlek blir den10pt. Man kan bara ange 11pt eller 12pt.

1. Gör ändringarna enligt ovan, kör LATEX på det och se till att det fungerar.

2. Komplettera själva texten (den som står mellan \begin{document} och\end{document} enligt följande, gärna med lite mer och roligare text.

\section{Inledning}Bla bla bla bla bla bla bla bla. Bla bla bla bla.\subsection{Bakgrund}Bla bla bla bla bla bla bla bla. Bla bla bla bla.\section{Ett första exempel}Bla bla bla bla bla bla bla bla.\\ Blabla bla bla bla bla bla bla.

Bla bla bla bla bla bla bla bla. Bla bla bla bla.Bla bla bla bla bla bla bla bla. Bla bla bla bla.Bla bla bla bla bla bla bla bla. Bla bla bla bla.

Kör sedan LATEX och titta på resultatet igen. Lägg märke till vad somhänder efter \\ och efter den tomma raden.

3. Prova även att ändra \section till \section* och se vad som händer.

2väljare (enligt svenska datatermgruppen) = parameter, option3Är datorn/editorn inställd på en äldre standard för textkodning än UTF-8 ska man istället

skriva \usepackage[T1]{fontenc}

3

4 Matematisk text

LATEX hanterar formler och vanlig text lite olika. För att LATEX ska behandla någotsom en formel måste det avgränsas med tecknet $, eller av \[ och \]. Vilket avdem man ska använda beror på om man vill ha formeln inne i ett textstycke ellerpå en egen rad mellan två textstycken. Exempelvis åstadkommer följandeLATEX-kod:

\subsection*{En primitiv funktion}Låt $f(x)=xˆ2$. Då blir $F(x)=\int xˆ2dx=\frac{xˆ3}{3}+C$\subsection*{En primitiv funktion igen}Låt \[f(x)=xˆ2\] Då blir \[F(x)=\int xˆ2dx=\frac{xˆ3}{3}+C\]

nedanstående text:

En primitiv funktion

Låt f(x) = x2. Då blir F (x) =∫x2dx = x3

3 + C

En primitiv funktion igen

Låtf(x) = x2

Då blir

F (x) =

∫x2dx =

x3

3+ C

Lägg märke till skillnader och likheter i hur formlerna visas — specielltintegraltecknen och bråken.

1. Försök nu att skriva något lagom avancerat själv, med hjälp avhttp://en.wikibooks.org/wiki/LaTeX/ (eller någon annanLATEXhandledning). Formeln för aritmetisk summa blir väl bra att börja med:

n∑k=1

k =n(n+ 1)

2

2. Hur man skriver grekiska bokstäver och funktioner som sinus och cosinus kanockså vara bra att känna till. Skriv till exempel:

sinπ

4= cos

π

4=

1√2

4

5 Matematisk text från Maple

Maple är ett datorprogram som kan användas för att göra diverse matematiskaberäkningar. Det är anpassat för att kunna användas tillsammans med LATEX.(Även Wolfram Alpha kan spara formler som LATEX-kod, men tyvärr bara ibetalversionen.) Ett litet exempel:

1. Starta Maple. (Välj ”Worksheet Mode” om det kommer upp ett val.)

2. Gör någon beräkning som resulterar i ett lagom krångligt svar. Skriv t ex:diff(sin(x)*sqrt(2x+1),x);och tryck på Enter-tangenten. Då beräknas derivatan av sinx

√2x+ 1.

3. Klicka därefter med högerknappen på resultatet av beräkningen och väljConversions, LaTeX.

4. Då skrivs motsvarande LATEX-kod ut. Kopiera den och klistra in den i en.tex-fil (till exempel i den från förra uppgiften). Glöm inte att lägga till \[och \] före och efter.

5. Kör LATEX på filen och titta på resultatet. Jämför med hur det såg ut i Maple.

6 En enkel rapport

Nu ska vi skriva en kort laborationsrapport. En snygg laborationsrapport, artikeleller liknande börjar med titel och författare. Eventuellt har man sedan en kortsammanfattning och en innehållsförteckning. Därefter kommer själva artikeln. Påslutet brukar man sedan ha litteraturhänvisningar eller referenser och eventuelltett register.

Själva artikeln och sammanfattningen får man skriva själv, men övriga delarkan LATEX generera mer eller mindre automatiskt.

1. Utgå ifrån filen från uppgift 3 (gärna med de olika \section och\subsection kvar. Lägg till följande rader (men var gärna lite kreativ)omedelbart ovanför raden \begin{document}:

\title{Inlämningsuppgift 1}\author{Mitt Namn\\Min Kompis Namn}

och följande rader, omedelbart nedanför raden \begin{document}:

\maketitle\tableofcontents

Kör sedan LATEX och titta på resultatet. Innehållsförteckningen blir nog helttom, men kör LATEX en gång till, så bör den bli korrekt.

2. Prova kommandot \newpage, som gör att den följande texten kommer på enny sida.

5

3. I uppgift 3.2 visades hur man gjorde nytt stycke. (Med en tom rad.) Menkanske vill man att nytt stycke ska visas med mellanrum istället för indrag?Eller båda delar? Storleken på indrag och mellanrum vid nytt stycke styrs avvariablerna \parindent och \parskip. Prova att ändra dem, genom attinfoga följande rader ovanför \begin{document}:

\setlength{\parindent}{1cm}\setlength{\parskip}{2mm}

För att det ska synas någon skillnad måste förstås texten bestå av minst tvåolika stycken, där båda är på minst två rader.

4. Förutom \setlength finns även ett kommando \addtolength som ändrarvärdet på variabler utgående från det befintliga värdet. Prova att tillexempel minska alla sidomarginalerna med 8 mm:

\addtolength{\oddsidemargin}{-8mm}\addtolength{\evensidemargin}{-8mm}\addtolength{\textwidth}{16mm}

5. Ibland vill läraren/handledaren att en rapport/inlämningsuppgift ska varaskriven med extra eller dubbelt radavstånd. Det går att åstadkomma istandard LATEX, men det blir enklare med hjälp av ett tilläggspaket:

\usepackage{setspace}

Då får man tillgång till följande kommandon:

\singlespacing\onehalfspacing\doublespacing

som kan användas för att ändra radavstånden, där \doublespacing förståsger just dubbelt radavstånd.

Det finns även ett kommando \setstretch{}, som man kan använda för attvälja helt godtyckligt radavstånd. \setstretch{1.0} ger normaltradavstånd — fast tyvärr ger inte \setstretch{2.0} samma radavståndsom \doublespacing.

6

7 Fler och längre formler

Standard LATEX har stöd för de flesta typer av matematiska formler, men för långaformler kan det bli ännu bättre om man använder ett paket som heter amsmath.Då skriver man alltså \usepackage{amsmath} i början av dokumentet, och sedankan man använda nedanstående kommandon istället för \[ . . . \]. På samma sättsom i vanlig text använder man \\ för att börja på ny rad i formlerna.

Försöka att skriva nedanstående formler. Titta även gärna på exemplen somfinns i http://en.wikibooks.org/wiki/LaTeX/ under Advanced Mathematics.

1. För riktigt långa formler är \begin{multline*} . . . \end{multline*}lämplig att använda. Då blir översta raden vänsterjusterad, nedersta blirhögerjusterad och resten centrerade:

(x+ y)16 = x16 + 16x15y + 120x14y2 + 560x13y3 + 1820x12y4+

+ 4368x11y5 + 8008x10y6 + 11440x9y7 + 12870x8y8 +

+ 11440x7y9 + 8008x6y10 + 4368x5y11 + 1820x4y12+

+ 560x3y13 + 120x2y14 + 16xy15 + y16

2. Har man en uträkning som består av flera ekvationer bör man inte användaflera \[ . . . \] efter varandra — det blir för stora mellanrum. Istället kanman använda \begin{gather*} . . . \end{gather*}. Då blir alla radernacentrerade, med lagom mellanrum:

x3 = x

x3 − x = 0

x(x2 − 1) = 0

x(x− 1)(x+ 1) = 0

x = 0, x = 1 eller x = −1

3. Ibland vill man att en viss del av en formel ska hamna rakt ovanförmotsvarande del på nästa rad. Då finns \begin{align*} . . . \end{align*},som fungerar som kommandona ovan, men med tillägget att man sätter inett tecken & på varje rad vid de punkter som man vill ska stå rakt ovanförvarandra:

(x+ a)2 = (x+ a)(x+ a) =

= x · x+ xa+ ax+ a · a =

= x2 + 2ax+ a2

Dessa är nog de mest användbara konstruktionerna för långa formler, men detfinns några andra liknande som beskrivs på samma webbsida.

Prova även att ta bort stjärnorna — jämför med \section* och \section.

7

8 Infoga bilder

För att kunna infoga bilder i ett LATEX-dokument måste man använda ett paketgraphicx, dvs man måste skriva \usepackage{graphicx} i början avdokumentet. Bilderna måste vara av typen PDF, PNG eller JPG.4 De flestaprogram som hanterar grafik kan spara i något av dessa format. Här använder viprogrammet Maple för att åstadkomma en .png-fil.

1. Rita något enkelt i Maple, t ex en sinuskurva. Skriv i Maple:plot(sin(x), x=0..10);

2. Klicka sedan med högerknappen på figuren, välj Export och sedan PNG.Spara filen i samma katalog som .tex-filen ligger i.

3. Infoga bilden i din .tex-fil med följande rader (med rätt namn på din.png-fil):

\begin{figure}[h]\centering\includegraphics[height=6cm]{test01.png}\caption{Grafen $y=\sin x$, ritad för $0<x<10$.}\end{figure}

Då bör det bli så här:

–1

–0.8

–0.6

–0.4

–0.20

0.2

0.4

0.6

0.8

1

2 4 6 8 10x

Figur 1: Grafen y = sinx, ritad för 0 < x < 10.

Istället för height=6cm kan man prova andra varianter, t ex: width=10cm,width=\textwidth eller width=0.8\textwidth.

4Detta gäller om man kör pdfLATEX, vilket är default i TeXstudio. Kör man traditionell LATEXmåste bilderna vara av typen PS (PostScript) eller EPS (Encapsulated PostScript).

8

Överkurs Bilden — och speciellt själva kurvan — blir lite pixlig. En mycketbättre bild fås med Export, Portable Document Format (=pdf). Tyvärr blir dåmarginalerna väldigt stora. Dessa kan klippas bort i något program för att editerapdf-filer, eller så kan man maska bort marginalerna genom att skriva:\includegraphics[trim= 3cm 15cm 8cm 2cm, clip, height=5cm]{test02.pdf}Måtten anger hur mycket som ska tas bort till vänster, nertill, till höger respektiveupptill. Dessa mått kan förstås behöva justeras.

9 Listor

En lista kan man frestas att försöka skriva in direkt som vanlig text. Det kan gå,men det blir snyggare om man använder de kommandon som finns i LATEX.

1. Leta på http://en.wikibooks.org/wiki/LaTeX och försök göra ennumrerad lista, som för de här två uppgifterna.

2. Omvandla sedan den numrerade listan till en punktlista istället.

10 Tabeller

1. Leta på http://en.wikibooks.org/wiki/LaTeX och se hur man gör tabellermed \begin{tabular}{} . . . \end{tabular} Gör sedan en enkel tabell, i stilmed den här:n n2

∑nk=1 k

2 13 n

3 + 12 n

2 + 16 n

1 1 1 12 4 5 53 9 14 144 16 30 30

2. Har man större tabeller och vill kunna referera till dem, är det lämpligt attäven använda \begin{table} . . . \end{table} och \caption{} (jämför med\begin{figure} . . . \end{figure} i uppgift 8.3). Lägg till dessa kommandontill tabellen i förra uppgiften (behåll \begin{tabular}{}. . . \end{tabular}), och skriv en förklarande tabelltext, som i tabell 1.

3. Använd kommandona \label och \ref för att hänvisa till tabellen ochautomatiskt få rätt nummer.

n n2∑n

k=1 k2 1

3 n3 + 1

2 n2 + 1

6 n

1 1 1 12 4 5 53 9 14 144 16 30 30

Tabell 1: Summa k2.

9

11 Mer än matematik

LATEX skrevs från början för att hantera text och matematiska formler. Med tidenhar emellertid många tillägg gjorts, så att LATEX kan användas för att göradokument som innehåller många andra sorters specialsymboler, exempelviskemiska formler, musiknoter, elektroniska kretsritningar, Feynmandiagram ochinte minst diverse skriftsystem, som runor, fonetisk skrift, sanskrit m.fl.

11.1 Kemiska molekylformler

Man kan skriva kemiska molekylformler med LATEX på samma sätt som manskriver matematiska formler, men det är svårt att få det riktigt snyggt. Det finnsdärför ett paket mhchem som gör det lättare att skriva kemiska molekylformler ochreaktionsformler. Till exempel ger:

\ce{6CO2 + 6H2O ->T[solljus] C6H12O6 + 6O2}

följande formel:

6CO2 + 6H2Osolljus−−−−→ C6H12O6 + 6O2

11.2 Kemiska strukturformler

bb

""bb

""

bb

""

OH

1

CH3OH−−−−−−−→

HClbb

""bb

""

bb

""

OCH3

2

Paketen carom och chemist, båda ur XyMTEXsystemet, har använts för att skrivareaktionsformeln ovan, (som är tagen från dokumentationen tillXyMTEXsystemet).

11.3 Kärnfysik

Inom kärnfysiken används Feynmandiagram för att beskriva växelverkan mellanpartiklar. Paketet feynmf har använts för att åstadkomma diagrammet nedan,(som är taget från dokumentationen till feynmf-paketet).

γ, Z

e−

e+

µ+

νµ

s

c

10

Mer om LATEX

I motsats till Word, där man kan lära sig själv genom att klicka sig fram, måsteman läsa sig till hur LATEX fungerar. Det finns en hel del att välja på, men följandeböcker/skrifter kan författaren rekommendera (grovt ordnade efter svårighetsgrad):

• Det här lilla häftet, med klickbara länkarhttp://www.maths.lth.se/computers/LaTeXkurs.pdf.

• Ett litet blad om hur man installerar MiKTEXhttp://www.maths.lth.se/computers/miktexinst.pdf.

• The Not So Short Introduction to LATEX, finns påhttp://ftp.acc.umu.se/mirror/CTAN/info/lshort/english/.

• En snarlik handledning, men mer omfattande än The Not So ShortIntroduction to LATEX, finns på http://en.wikibooks.org/wiki/LaTeX/;både som wiki och som pdf.

• Per Foreby, som sitter borta i källaren på E-huset, har skrivit en korthandledning, i stil med The Not So Short Introduction to LATEX, fast påsvenska Att skriva rapporter med LATEX som går att hämta påhttp://www.ddg.lth.se/perf/handledning/.

• En fullständig(?) lista på alla 14283 olika specialsymboler som finns att tillgåi LATEX finns påhttp://ftp.acc.umu.se/mirror/CTAN/info/symbols/comprehensive/.

• Den ursprungliga boken om LATEX är LATEX. User’s Guide and ReferenceManual. A Document Preparation System av Leslie Lamport, andraupplagan 1994.

• De flesta paket som finns att lägga till LATEX har även någon form avdokumentation, som ofta finns någonstans på datorn eller på Internet, menden fundamentala översikten finns i The LATEX Companion av Mittelbach &Goossens, andra upplagan 2004.

• Manual till AMS-LATEX-paketet (för avancerad matematik) finns att hämtasom ftp://ftp.ams.org/pub/tex/doc/amsmath/amsldoc.pdf.

• Beträffande bilder i LATEX-dokument så finns en bok i stil med de ovan,nämligen The LATEX Graphics Companion av Goossens, Mittelbach &Samarin, andra upplagan 2007.

• En mycket detaljerad skrift om bilder i LATEX Using Imported Graphics inLATEX2ε av Keith Reckdahl från 2006 finns att hämta påhttp://ftp.acc.umu.se/mirror/CTAN/info/epslatex/english/. Denbehandlar dock bara hur man infogar bilder; inte hur man åstadkommerbilder.

11

• För den riktige entusiasten finns sedan TEX Unbound av Alan Hoenig 1998.Den är ganska avancerad men mycket välskriven och innehållsrik.Huvudsakligen behandlar den typsnittshantering och grafik.

• Just hantering av Type1-typsnitt beskrivs även mycket ingående i The FontInstallation Guide av Philipp Lehman, och som finns att hämta påhttp://ftp.acc.umu.se/mirror/CTAN/info/Type1fonts/fontinstallationguide/fontinstallationguide.pdf

• Vill man riktigt ner och gräva i typografin och själv designa egna bokstäveroch symboler att använda i LATEX måste man ha The METAFONTbook avDonald E. Knuth från 1986.

Dessutom finns ett antal webbplatser som är ägnade åt TEX/LATEX. Följandeadresser kan vara bra att börja med:

• http://www.tug.org/ Den internationella användargruppen för TEX.

• http://www.miktex.org/ En bra implementation av TEX och LATEX förWindows.

• CTAN. https://www.ctan.org/ Arkiv för allt som har med TEX och LATEXatt göra. Tyvärr är det ganska svårt att hitta i. Det går fortare att användaden svenska speglingen: http://ftp.acc.umu.se/mirror/CTAN/index.html

• http://texstudio.org/ Editorn som användes, TeXstudio.

• http://www.winshell.org/ En annan bra editor som också är gratis,WinShell.

Maple och Maxima

• Maple görs av ett företag som heter Maplesoft: http://www.maplesoft.com/

• Maple kostar pengar, men är man student vid Lunds universitet kan manladda ner det från http://program.ddg.lth.se/ (kräver StiL-konto).

• Maxima är ett gratis program som är väldigt likt Maple. Det finns påhttp://maxima.sourceforge.net/.

Felix, qui potest rerum cognoscere causas.