Vad är L A TEX? En introduktion med några exempel. Rasmus Einarsson Olle Palmqvist juli 2009

Vad är L A TEX? En introduktion med några exempel Rasmus Einarsson Olle Palmqvist juli 2009 Reviderad augusti 2010 av Oskar Henriksson Olle Palmqvist

Innehåll 1 Vad är L A TEX? 2 1.1 WinEdt är en L A TEX-editor..................... 2 1.1.1 Att skapa PDF med WinEdt................ 3 1.1.2 Alternativa editorer och arbetsflöden........... 3 2 Några exempel och tips 4 2.1 Omgivning.............................. 4 2.2 Avsnitt och rubriker........................ 4 2.2.1 Numrerad underrubrik................... 5 2.3 Text................................. 5 2.3.1 Styckesindelning...................... 5 2.3.2 Avstavning......................... 5 2.3.3 Bokstavsformer och specialtecken............. 5 2.3.4 verbatim.......................... 6 2.4 Matematik.............................. 6 2.4.1 Flerradiga uttryck..................... 7 2.4.2 Exponent- och indexläge.................. 7 2.4.3 Ett matematiskt uttryck.................. 8 2.5 Kemiska reaktioner och uttryck.................. 8 2.6 Enheter............................... 9 2.7 Hänvisningar............................ 9 2.8 Figurer................................ 9 2.9 Tabeller............................... 10 3 Installation av L A TEX på egen dator 11 3.1 Windows............................... 11 3.2 Mac OS X.............................. 11 4 Litteratur 11 Upphovsrätt? Detta dokument får och skall spridas nästan hur som helst, dock ej i vinstdrivande syfte utan författarnas medgivande. Förändrade och utökade versioner får skapas och spridas, så länge som alla inblandade författare finns angivna. Dokumentet finns tillgängligt både i.tex- och.pdf-format så att intresserade kan jämföra tex-kod med det färdiga resultatet. 1

1 Vad är L A TEX? L A TEX är ett system för att skapa dokument (rapporter, artiklar, brev, etc) där ordbehandling och formgivning är två skilda sysslor. Detta åstadkoms med ett uppmärkningsspråk som används för att markera element som t ex rubriker, figurer och ekvationer. Sedan tar L A TEX hand om formgivningen av dokumentet genom att tolka uppmärkningen och använda en dokumentmall. Dokumentmallen kan ändras fritt, men för den som vill koncentrera sig på innehållet finns redan en funktionell och tydlig standardformgivning som kan användas. Detta upplägg medför vissa skillnader jämfört med ett What You See Is What You Get-system (t ex MS Word eller OpenOffice Writer), bland annat följande: Användaren ser inte direkt hur dokumentet kommer att se ut, vilket kan kräva viss tillvänjning. L A TEX har en viss startsträcka för nya användare, eftersom man behöver kunna några handgrepp och vara bekant med uppmärkningsspråket. Det är mycket väl anpassat för strukturerade dokument där t ex sidhänvisningar, fotnoter, numrerade figurer och tabeller samt olika rubriknivåer används. (Mer om detta senare.) Formgivningen blir automatiskt enhetlig, även för figurer och tabeller. För matematiskt och tekniskt orienterade dokument finns en stor fördel i att ekvationer och matematiska uttryck kan formges enkelt och snyggt. Själva formgivningen sker då L A TEX tolkar användarens uppmärkningskod och skapar ett nytt dokument av detta. Ett naturligt val är att skapa det färdiga dokumentet i PDF-format, vilket har flera fördelar: PDF-formatet är standard och kan läsas på alla datorer, och dokumentet ser likadant ut oavsett vem som öppnar det. I nästa avsnitt finns en kort beskrivning av hur en PDF-fil kan skapas med hjälp av editorn WinEdt. 1.1 WinEdt är en L A TEX-editor Programmet WinEdt ingår i StuDAT:s basplattform för Windows, och finns alltså installerat på alla studentdatorer med Windows på Chalmers. Som står beskrivet i avsnitt 3 finns också programvaran att ladda ner gratis som student på Chalmers. WinEdt är en editor för L A TEX som är till hjälp både för att skriva och hantera dokument, såväl som för att skapa PDF-filer. I programmets Insert-meny finns kommandon för att infoga små stycken av L A TEX-kod, vilket förenklar för den användare som inte har lärt sig alla kommandon utantill. Den nyfikna läsaren rekommenderas att pröva sig fram och att läsa WinEdt:s hjälpavsnitt. 2

1.1.1 Att skapa PDF med WinEdt Användaren skapar sitt dokument i form av en textfil med filändelsen.tex. För att förhandsgranska hur det färdiga dokumentet ser ut körs ett program som tolkar L A TEX-koden och skapar en fil med ändelsen.dvi 1. DVI-filen kan sedan läsas med avsedd programvara, och användaren kan då avgöra om dokumentet blev som önskat. Önskade korrigeringar och tillägg görs i.tex-filen tills dokumentet är klart. Förslagsvis konverteras slutligen DVI-filen till PDF-format, vilket kan läsas på nära nog alla datorer. Steg för steg från.tex till.pdf 1. Öppna eller skapa en ny.tex-fil i WinEdt. Använd menyn File > Open... eller File > New. 2. För att skapa en förhandsgranskning i DVI-format, välj Accessories > LaTeX, eller tryck Ctrl+Shift+L. L A TEX-tolken körs i ett nytt fönster där det rullar förbi text som rapporterar förloppet. 3. Om.tex-filen innehåller några felaktiga eller okända kommandon kommer LaTeX att stanna och visa ett felmeddelande. Stäng tolken, rätta till felet och börja sedan om från punkt 2. Ett vanligt fel är t ex att råka utelämna en måsvinge } eller liknande vid ett kommando. 4. När.tex-filen är korrekt avslutas L A TEX-tolken efter körning. För att förhandsgranska DVI-filen, välj Accessories > DVI Preview, eller tryck Ctrl+Shift+V. DVI-läsaren Yap öppnas. Om dokumentet ännu inte är klart, eller förhandsgranskningen visar felaktigheter, gå tillbaka till WinEdtfönstret och fortsätt redigera dokumentet. För att titta på ändringarna, börja om från punkt 2. 5. När dokumentet är klart konverteras DVI-filen till PDF-format med menyvalet Accessories > PDF > dvi2pdf. Den nya.pdf-filen skapas i samma katalog som.tex-filen. 1.1.2 Alternativa editorer och arbetsflöden Det finns många olika rekommendationer för hantering av L A TEX-dokument. Ovan presenteras ett förslag till arbetsflöde som är anpassat för den programvara som finns installerad på de Windowsdatorer Chalmers teknologer har tillgång till. Den teknolog som är intresserad och som vill använda L A TEX på en egen dator rekommenderas göra en översyn av de olika editorer som finns tillgängliga. WinEdt är en kompetent editor, men har förstås en del brister varför det är möjligt att någon annan editor är mer lämpad. 1 Device Independent File Format 3

Ett alternativ till det arbetsflöde som föreslagtis ovan är att utelämna skapandet av DVI-filer. Det finns möjlighet att i L A TEX med pdflatex skapa PDFfiler direkt ifrån.tex-filen och således eliminera mellansteget - ett arbetssätt som kan vara att föredra 2. 2 Några exempel och tips Här följer en samling handfasta exempel på hur L A TEX kan användas. Detta dokument distribueras i både.tex- och.pdf-format för att den nyblivna användaren ska kunna jämföra det färdiga resultatet med bakomliggande.tex-fil. Läsaren uppmuntras att använda sig av dessa exempel och modifiera dem för egna behov. Användning av exempel är ett enkelt sätt att lära sig använda L A TEX som annars först kan framstå som ett stort och ogenomträngligt system. Den som vill lära sig mer om L A TEX söker förslagsvis på Internet, eftersom antalet användare i världen är stort, och många villigt delar med sig av sina kunskaper. I avsnitt 4 finns flera lästips som kan vara till stor nytta. 2.1 Omgivning I L A TEX talar man om något som heter omgivning 3. Ett stycke text märks upp i en omgivning som sedan avgör hur L A TEX tolkar texten i fråga. En omgivning avgränsas av ett start- och ett slutkommando, vilket kan vara ett tecken, men ofta används kommandona \begin{} och \end{}. Det finns i L A TEX många olika omgivningar för att märka upp text, till exempel matematiska och kemiska uttryck, tabeller, figurer, dokumenttyp, punktlistor, osv. 2.2 Avsnitt och rubriker För löpande text finns tre rubriknivåer, som anropas med de respektive kommandona \section, \subsection och \subsubsection. I normalfallet numreras avsnitten, men detta kan undvikas med de alternativa kommandona \section*, etc 4. Notera att onumrerade avsnitt inte står med i innehållsförteckningen (se sidan 1). Studera följande exempel: \subsubsection{numrerad underrubrik} Efter rubriken följer ett stycke. \subsubsection*{onumrerad underrubrik} Den åtföljs också av lite text. 2 Accessories > PDF > pdflatex i WinEdt 3 eng. environment 4 Alla element som är numrerade kan göras onumrerade genom att skriva till en asterisk (*) efter kommandot 4

Ovanstående L A TEX-kod genererar detta resultat: 2.2.1 Numrerad underrubrik Efter rubriken följer ett stycke. Onumrerad underrubrik Den åtföljs också av lite text. 2.3 Text 2.3.1 Styckesindelning Ett nytt stycke påbörjas genom att göra en eller flera 5 blankrader i.tex-filen. I normalfallet markeras nytt stycke med indrag. I vissa fall är det önskvärt att använda en mjuk radbrytning, dvs radbrytning utan att nytt stycke påbörjas. Detta åstadkoms med dubbla bakvända snedstreck \\. 2.3.2 Avstavning I L A TEX finns inbyggda avstavningsregler för att automatiskt skapa bra avstavningar. Dessa är dock inte perfekta, och i vissa fall inte ens aktiverade, varför man bör titta igenom sin text efter dåliga avstavningar vid sista korrekturläsningen. I de fall man hittar felaktigheter anges de korrekta avstavningarna före kommandot \begin{document} med kommandot \hyphenation. Exempel: \hyphenation{chalmers av-stav-ning} \begin{document}... Detta indikerar att Chalmers är ett egennamn och normalt inte avstavas, samt att ordet avstavning har två tillåtna brytpunkter: av stav ning. 2.3.3 Bokstavsformer och specialtecken För fetstil används \textbf och för kursiv \emph 6. Vissa tecken är reserverade i L A TEX, vill säga att de används i själva uppmärkningsspråket och att viss förvirring kan uppstå hur man ska göra om man t ex vill använda tecken som & eller %. För det mesta kan man använda ett bakvänt snedstreck framför tecknet i fråga. Exempelvis motsvaras koden \& av tecknet &, och \% av %. 5 Fler blankrader gör ingen skillnad för att skapa tomma rader används kommandot \vspace. Utförliga beskrivningar av detta återfinns i andra källor. 6 Från eng. emphasize. 5

För citationstecken används två grava accenter ( ) för vänstercitattecken och två apostrofer ( ) för högercitattecken alltså inte tum-tecken som är vanligt i andra program. Kommando Resultat \textbf{fetstil} Fetstil \texttt{monospace} Monospace \emph{kursivt} Kursivt Citat Citat \& & \# # \$ $ \_ \{ \} { } $\backslash$ \ 2.3.4 verbatim Ovanstående metod för att skriva ut reserverade tecken blir omständlig i det fall att exempelvis programkod ska ingå i ett dokument. För att infoga ett textstycke och ignorera reserverade tecken märks stycket upp av omgivningen verbatim. Exempelvis: \begin{verbatim} function hello() %Hello World %MATLAB code fprintf(1, Hello World!\n ); end \end{verbatim} 2.4 Matematik I L A TEX finns ett antal kommandon för att skriva alla upptänkliga matematiska uttryck. Här följer några exempel på vanliga kommandon som t ex sum (summatecken), frac (bråk) och int (integraltecken). För mer extensiva beskrivningar av detta hänvisar författarna till andra källor. Dessa matematikkommandon måste användas i en omgivning som tillåter matematik. Exempelvis används $... $ för att typsätta matematisk uttryck inline, i löpande text. Exempel: För två komplexa tal $w$ och $z$ gäller triangelolikheten: $ z + w \geq z+w $. 6

För två komplexa tal w och z gäller triangelolikheten: z + w z + w. Ett numrerat uttryck skrivs med kommandot equation: \begin{equation} PV=nRT \label{ideala gaslagen} \end{equation} P V = nrt (1) För att åstadkomma samma resultat utan numrering används kommandot equation* på motsvarande sätt. Notera kommandot \label i ovanstående exempel. Det kan utelämnas, men kommer till nytta om man senare vill hänvisa till ekvationen. Mer om detta i avsnitt 2.7. 2.4.1 Flerradiga uttryck För härledningar och liknande, som upptar flera rader, finns kommandona align och align*. Ett &-tecken kan användas för att indikera var raderna ska linjera i sidled. Tecknen \\ ger en ny rad. Exempelvis: \begin{align*} x &= 2y \\ 2y + 3x &= z \\ &\Longrightarrow z = 4x \end{align*} x = 2y 2y + 3x = z = z = 4x 2.4.2 Exponent- och indexläge Exponent och index åstadkommes med ^{} respektive _{}. Klamrarna kan utelämnas om endast ett tecken ska höjas upp eller sänkas ned. Kommandona $2^{64}$ och $x_i$ ger oss 2 64 respektive x i. Notera att kommandot för exponent- och indexläge endast fungerar i matematikomgivning, varför dollartecken krävs om man önskar nyttja dessa i löpande text. 7

2.4.3 Ett matematiskt uttryck Här följer ett något mer komplicerat matematiskt uttryck. \begin{displaymath} \int^{\theta}_{0} x \id{x} = \frac{\pi^2}{6} + 2 \sum^{\infty}_{n=1} \frac{(-1)^n}{n^2} \cos(n\theta), \hspace{1cm} \theta \in \left] -\pi, \pi \right[ \end{displaymath} θ 0 x dx = π2 6 + 2 n=1 ( 1) n n 2 cos(nθ), θ ] π, π[ Notera användningen av några viktiga kommandon till exempel \int, \frac, \sum, \cos och \id. De fyra förstnämnda ingår i standardpaket för matematik i L A TEX, medan kommandot \id är särskilt definierat 7 i detta dokument. I matematiska uttryck blir bokstäver automatiskt kursiva vilket indikerar att de är variabler. Koden $sin x$ typsätts alltså sinx = s i n x. För att skriva funktionen sinus, använd istället kommandot \sin: sin x. Andra specialfall är t ex derivata och integral, där bokstaven d skall skrivas upprätt. Här används \rd samt \id: \begin{displaymath} 6\int^x_0 y \id{y} = 3 x^2 = \frac{\rd}{\rd{x}} \left( x^3 \right) \end{displaymath} 6 x 0 y dy = 3x 2 = d ( ) x 3 dx 2.5 Kemiska reaktioner och uttryck Kemiska reaktioner skrivs på ett enkelt och prydligt vis med kommandot \ce. Ett exempel på användning är reaktionen för förbränning av metan: \ce{ch4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O} ger CH 4 + 2 O 2 CO 2 + 2 H 2 O Ytterligare exempel på användning: Kommando Resultat \ce{ha <=>[k_1][k_2] A- + H+} HA k 1 A + H + k2 \ce{h2o <<=> H+ + OH-} H 2 O H + + OH \ce{^6_3li + ^2_1H -> 2^4_2He} 6 3Li + 2 1H 2 4 2He 7 Kommandot \id är skapat av Christian von Schultz. 8

2.6 Enheter För att snyggt skriva enheter och deras eventuella värdesiffror används med fördel kommandot \unit[värdesiffror]{enhet}. Jämför följande alternativa sätt att formatera samma text: $\unit[750,06]{mmhg}$ 750,06 mmhg 750,06 mmhg 750,06 mmhg $750,06 mmhg$ 750,06mmHg Notera här det mindre avståndet mellan värdesiffror och enhet med \unit jämfört med alternativ nummer två. Skillnaden kan anses vara liten, men formateringen med \unit är den korrekta. För att få endast enhet utan värdesiffror kan den kortare formen \unit{mmhg} användas. 2.7 Hänvisningar Vid bland annat tabeller, figurer, ekvationer finns möjlighet att använda kommandot \label. Med detta kommando markerar man objektet i fråga så att man senare kan hänvisa till det, med kommandot \ref. Kommandot \pageref används för att hänvisa till rätt sidnummer. Exempel: Ekvation (\ref{ideala gaslagen}) på sidan \pageref{ideala gaslagen} är den s k ideala gaslagen. Ekvation (1) på sidan 7 är den s k ideala gaslagen. Notera att \label också kan användas i löpande text. Då hänvisar kommandot \ref till det aktuella avsnittets nummer. 2.8 Figurer För teknologens typiska ändamål är det lämpligt att använda figurer av epsformat i sina dokument. Om bilder i eps-format av någon anledning ej finns att tillgå hanterar L A TEX förstås många andra tänkbara filformat för bilder (jpeg, gif, png, pdf, etc.). Bildfilens sökväg ges som argument till kommandot \includegraphics om bildfilen och.tex-filen ligger i samma katalog räcker det alltså med filnamnet, som i detta exempel. Följande stycke kod renderar figur 1 nedan: \begin{figure}[!h] \centering \includegraphics[scale=0.6]{figurfil.eps} \caption{figurtext} \label{figur referensnamn} \end{figure} Faktorn efter likhetstecknet i [scale=0.5] används för att, om nödvändigt skala om bilden till lämplig storlek. 9

1 0.9 0.8 0.7 0.6 y B 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 x B 2.9 Tabeller Figur 1: Figurtext Följande kod skapar en numrerad tabell. Notera användningen av tabular. Raden \begin{tabular}{ r l c r } anger var det ska finnas vertikala linjer, samt vänster-, center- eller högerjustering i varje kolumn med bokstäverna l, c och r. \begin{table}[h] \centering \begin{tabular}{ r l c r } \hline & 1 & 10 & 11 \\ \hline 1 & 1 & 10 & 11 \\ 10 & 10 & 100 & 110 \\ 11 & 11 & 110 & 1001 \\ \hline \end{tabular} \caption{multiplikationstabell} \label{tabell multiplikation} \end{table} 1 10 11 1 1 10 11 10 10 100 110 11 11 110 1001 Tabell 1: Multiplikationstabell 10

3 Installation av L A TEX på egen dator 3.1 Windows I Windows görs en installation enklast genom att ladda hem paketet protext från http://www.tug.org/protext/. I detta paket medföljer även editorn TeXnicCenter vilken i princip är jämförbar med WinEdt. På Chalmers Student Program Server som man kommer åt via studentportalen, finns WinEdt tillgängligt för fri nedladdning. 3.2 Mac OS X Mac-användaren vänder sig lämpligen till http://www.tug.org/mactex/ där ett färdigt installationspaket finns att ladda hem. Detta är kompatibelt med PPC- och Intel-macar med OS X version 10.3-10.6. Paketet inkluderar allt som behövs för att komma igång med L A TEX, däribland TeXShop som är en enklare editor att skriva sina dokument i. Mer information om TeXShop finns här: http://darkwing.uoregon.edu/~koch/texshop/texshop.html. 4 Litteratur Mängden material om L A TEX som återfinns på Internet är i det närmaste outtömlig, och med en sökmotor kan de flesta användare få svar på alla sina frågor. Här följer några hänvisningar till källor som vi har haft särskild nytta av. En grundlig genomgång och många exempel återfinns i Oetiker et al., The Not So Short Guide To L A TEX 2ε som finns att ladda hem gratis från http://tobi.oetiker.ch/lshort/lshort.pdf På engelska Wikibooks finns en ständigt växande digital bok som kan besvara både stora och små frågor. Den kan antingen läsas direkt på webben eller laddas hem i PDF-format. Tillgänglig på adressen http: //en.wikibooks.org/wiki/latex. Den självklara källan för nyheter, nedladdning och utförlig dokumentation är L A TEX project: http://www.latex-project.org Christian von Schultz är en chalmerist som har samlat några goda råd gällande L A TEX och teknisk/matematisk text i Rekommendationer för L A TEX-dokument. Detta och en del annat återfinns på http://web.student. chalmers.se/~von/latex 11