Kurzanleitung LaTeX

TeX ist ein Programm, mit dem mathematische und naturwissenschaftliche Texte gesetzt werden können. Es unterscheidet sich von vielen Textverarbeitungsprogrammen durch ein etwas anderes Funktionsprinzip. Man bearbeitet nicht das fertige Dokument am Bildschirm, sondern man erstellt zuerst einen Quelltext, und übersetzt diesen anschließend in ein druckbares Format, zum Beispiel eine PDF-Datei.

Man kann sich das so vorstellen, dass TeX nicht wie eine Schreibmaschine funktioniert, sondern wie eine Druckerei. Man schickt der Druckerei einen Text zusammen mit in paar Hinweisen, wie das fertige Dokument, zum Beispiel ein Buch oder ein Brief, aussehen soll. Die Druckerei kümmert sich dann darum, den Text in eine druckbare Form zu bringen.

Der Quelltext, also der eigentlich Text zusammen mit den Anweisungen, ist in einer Datei mit der Endung .tex abgelegt. Er kann mit einem beliebigen Editor, am besten aber mit einem speziell dafür geeigneten Editor wie Kile bearbeitet werden.

Wenn man den Quelltext erstellt hat, kann man vom Editor aus das eigentliche Satzprogramm aufrufen. Es arbeitet unsichtbar im Hintergrund und erzeugt aus der .tex-Datei eine druckbare Datei. Es gibt verschiedene solcher Programme, die verschiedene Quelltextformate benötigen und verschiedene Ausgabeformate erzeugen.

In dieser Anleitung verwenden wir das Programm pdfLaTeX, das eine Eingabe im LaTeX-Format verlangt und als Ausgabe eine .pdf-Datei erzeugt. Von Kile aus kann das Programm durch Drücken der PDFLaTeX-Taste aufgerufen werden.

Um sich das fertige Dokument anzusehen, braucht man einen PDF-Betrachter. Dazu kann man den Acrobat-Reader oder Okular verwenden.

Im folgenden werden die wichtigsten Regeln für die Erstellung eines Quelltextes im LaTeX-Format dargestellt. Um zu sehen, wie die formatierte Ausgabe aussieht, füge die Anweisungen so oder ähnlich in eine Quelldatei ein und lasse sie übersetzen.

Wer mehr ausprobieren will, findet im WWW sehr viele Anleitungen, die aber meistens für fortgeschrittene Benutzer gedacht sind. Das LaTeX-Kompendium bei Wikibooks ist auch für Einsteiger geeignet. Eine für Anfänger schon recht ausführliche Anleitung ist diese Kurzanleitung.

Auch die Wikipedia benutzt TeX zur Darstellung von mathematischen Formeln. Auf der entsprechenden Hilfeseite findet man viele Hinweise, die auch für das Arbeiten mit LaTeX nützlich sind.

Grundgerüst

Jede Quelldatei muss mindestens die folgenden Anweisungen enthalten:

\documentclass{...} \begin{document} ... \end{document}

Die unter \documentclass{...} angegebene Dokumentklasse gibt an, um was für eine Art von Dokument es sich handelt. Da zum Beispiel ein Brief ganz anders aussehen soll als ein Buch oder ein Aushang, gibt es verschiedene vordefinierte Dokumentklassen. Zusätzlich kann man eigene Dokumentklassen definieren.

Für kurze Text wie Mathe-Hausaufgaben verwendet man am besten die Klasse article. Wenn man in Kile mit New eine neue Datei erzeugt, kann man die Klasse auswählen und bekommt automatisch eine vorgefertigte Datei mit dem Grungerüst. Man muss ihr dann nur noch einen Namen geben, der die Endung .tex haben sollte, und diese in einem Ordner abspeichern.

Zwischen \begin{document} und \end{document} steht der zu setzende Text mit allen anderen Anweisungen, also das, was letztlich im Dokument erscheinen soll.

Gliederung

\section{Lineare Funktionen}

Mit diesem Befehl markiert man den Anfang eines neuen Abschnitts mit dem Titel “Lineare Funktionen”. Der Abschnitt wird automatisch nummeriert.

\subsection*{Ein einfaches Beispiel}

Anfang eines neuen Unterabschnitts. Das *-Zeichen bewirkt, dass der Unterabschnitt nicht nummeriert wird. Er kann auch bei den anderen Gliederungen benutzt werden.

... und hiermit endet dieser Absatz. Aber nun beginnt auch schon ein neuer Absatz. Die Geschichte geht weiter ...

Um einen neuen Absatz zu beginnen, einfach eine Leerzeile einfügen.

Textformatierung

Text ohne besondere Formatierung wird genau so eingegeben. Es gibt allerdings ein paar Zeichen, die man in gedrucken Texten findet, aber nicht auf der Tastatur. Dafür gibt es besondere Eingabe-Kombinationen.

Der Lehrer sagt: "`Es gibt öffnende und schließende Anführungszeichen. Merk's dir!"'
Den Binde-Strich findet man im Lexikon im Bereich A--D, den Gedankenstrich --- der ist ein bisschen länger --- im Bereich E--H.

Um ein oder mehrere Wörter hervorzuheben, gibt es die \emph{...}-Anweisung (emphasize : betonen), oder die \textbf{...}-Anweisung (bold face : Fettdruck.)

Eine \emph{lineare} Funktion ist eine Funktion, die linear ist. Das ist allerdings \emph{keine} besonders gute Erklärung.
\textbf{Beispiel 1:} Durch fett gedrucken Text leitet man einen speziellen Absatz ein, zum Beispiel einen, in dem man ein Beispiel darstellt.
Fremdsprachige Wörter setzt man in \textit{italics}, also in Kursivschrift.
Das \textsc{Lichtenberg-Gymnasium} erreicht man unter \texttt{www.ligcux.de}.

Mathematische Symbole

Alle mathematischen Symbole, Terme und Gleichungen werden in $-Zeichen eingeschlossen. Dadurch werden sie anders formatiert als der umgebende Text, der so besser lesbar wird. Einzelne Symbole erscheinen kursiv, und rechts und links von Rechen- und Gleichheitszeichen wird Leerraum eingefügt.

Die Funktion $f$ ordnet der Zahl $5$ die Zahl $ 7000$ zu. Es gilt also $ f(5) = 7000 $.
Das Minus-Zeichen in der Gleichung $19.3-7.3=12.0$ unterscheidet sich vom Bindestrich!
Das Wort "`Flächeninhalt"' beginnt mit dem Buchstaben F. Den Flächeninhalt eines Dreiecks bezeichnet man mit dem Symbol $F$. Die Winkel im Dreieck bezeichnet man mit $\alpha$, $\beta$ und $\gamma$.

Produkte, Quotienten und Brüche

Brüche (Fraction) kann man auf zwei Arten schreiben, entweder mit einem Schrägstrich zwischen zwei Zahlen, oder mit einem richtigen Bruchstrich.

Wenn man $2$ durch $4$ teilt, erhält man $2/4$, oder auch $1/2$.
Wenn man $2$ durch $4$ teilt, erhält man $\frac{2}{4}$, oder auch $\frac{1}{2}$.

Das Divisionszeichen : braucht man gar nicht, da man statt dessen immer den Bruchstrich / schreiben kann.

Das Multiplikationszeichen gibt es nicht auf der Tastatur. Es wird durch die Anweisung \cdot erzeugt (central dot : mittiger Punkt).

Wer Bruchrechnen kann, weiß, dass $\frac{1}{3} \cdot \frac{2}{5} = \frac{2}{15}$ und $\frac{1}{3} + \frac{2}{5} = \frac{5+6}{15} = \frac{11}{15}$ ist.

Tabellen

\begin{tabular}{l|c|c|c|} Name & Hans & Jens & Sven \\ \hline Alter & $14$ & $13$ & $15$ \\ Größe & $1.56$ & $1.50$ & $1.43$ \\ \end{tabular}

Eine Tabelle wird zwischen den Anweisungen \begin{tabular} und \end{tabular} definiert.

Hinter der \begin{tabular}-Anweisung wird das Format der einzelnen Spalten festgelegt. Man kann die Symbole l (linksbündige Spalte), c (zentrierte Spalte), r (rechtbündige Spalte) und | (Trennlinie, Taste AltGr+<) verwenden. Innerhalb der Tabelle werden die Spalten mit & getrennt, und jede Zeile mit \\ abgeschlossen. Zwischen zwei Zeilen kann mit \hline eine horizontale Trennlinie eingefügt werden.

Gleichungen

Um eine Gleichung aus dem Text hervorzuheben, kann man sie in eine equation-Umgebung setzt (equation : Gleichung). Sie erscheint dann als eigene, leicht abgesetzte Zeile mit einer Nummer. Innerhalb der Umgebung wird alles so behandelt wie zwischen $-Zeichen. Also keine zusätzlichen $-Zeichen verwenden!

... daraus ergibt sich die Gleichung \begin{equation} 5 x + 3 = 7 x + 17 , \end{equation} die wir jetzt Schritt für Schritt lösen werden ....

Mit der align-Umgebung kann man Gleichungen setzen, die passend untereinander stehen (align : angleichen, bündig ausrichten). Sie funktioniert ähnlich wie eine Tabelle.

.... indem wir sie umformen: \begin{align} 5 x + 3 &= 7 x + 17 & & | - 17 \\ 5 x - 14 &= 7 x & & | - 5 x \\ - 14 &= 2 x & & | : 2 \\ - 7 &= x . \end{align} Die Lösungsmenge ist $ L = \{ -7 \} $.

Die Zeilen werden durch \\ getrennt. Innerhalb jeder Zeile werden die auszurichtenden Teile mit & markiert. Will man die Gleichungen an dem =-Zeichen ausrichten, markiert man dies durch Vorsetzen eines &. Das nächste & markiert das Ende der Gleichung, und das darauf folgende markiert den Strich, so dass die Umformungsschritte wieder untereinander ausgerichtet werden. Um zu verstehen, warum dazu zwei &-Zeichen hintereinander stehen, betrachte folgendes Beispiel:

Äquivalente Gleichungen lassen sich so umformen, dass am Schluss dasselbe dasteht: \begin{align} 5 x + 3 &= 7 x + 17 & 3 x + 3 &= 5 x + 17 \\ 5 x - 14 &= 7 x & 3 x - 14 &= 5 x \\ - 14 &= 2 x & - 14 &= 2 x \\ - 7 &= x & - 7 &= x . \end{align}

Die durch das & getrennten Teile stehen abwechselnd rechts- und linksbündig. Auf diese Weise kann man mehrere Gleichungen nebeneinander schreiben und jeweils am Gleichheitszeichen ausrichten. Statt der zweiten Gleichung kann man aber auch irgendetwas anderes hinschreiben, zum Beispiel einen Umformungsschritt.

Wenn du die Gleichungen nicht nummeriert haben möchtest, füge am Ende der Zeile (aber vor dem \\) ein \nonumber ein.

Wozu sind die Nummern da? Wenn man im Text auf eine Gleichung Bezug nehmen will, kann man das mit Hilfe der Nummer tun. Da die Nummerierung automatisch erfolgt, muss man der Gleichung einen internen Namen geben. Dazu schreibt man ans Ende der Zeile (wo natürlich kein \nonumber stehen darf) den Befehl \label{...} (label : Markierung, Kennzeichen). Um auf die Gleichung Bezug zu nehmen, schreibt man im Text \eqref{...} (equation reference : Bezug auf Gleichung). Hier ein Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung \begin{equation} 5 x + 3 = 7 x + 17 . \label{Hanibal} \end{equation} Wer gleich wissen will, wie die Gleichung vereinfacht aussieht, kann zu \eqref{Garfield} springen. Wer wissen möchte, warum diese Gleichung so interessant ist, dem sei gesagt ... bla bla bla ... Aber nun wollen wir die Gleichung \eqref{Hanibal} lösen. Wenn man sie vereinfacht, ergibt sich \begin{equation} x = -7 . \label{Garfield} \end{equation} Also ist die Lösung $-7$.

Wie man sieht, kann man auch schon vor der Gleichung auf diese Bezug nehmen.