Matheumgebungen

LaTeX ist hervorragend geeignet zum Setzen von mathematischem Satz. Die wichtigsten Möglichkeiten werden hier kurz vorgestellt.

Nach einer knappen Erläuterung zu Anwendung und Wirkung der einzelnen Umgebungen, folgt ein kleines Beispiel für einen LaTeX-Quellcode und jeweils ein Bild der kompilierten Darstellung.

Die Pakete

Zur Darstellung mathematischer Elemente bieten sich die Pakete amsmath, amssymb und amstext an. Sie beinhalten fast alle benötigten Zeichen sowie weitreichende Formatierungsmöglichkeiten.

\usepackage{amsmath,amssymb,amstext}

Mathe im laufenden Text

Um mathematische Elemente in den laufenden Text einzubinden, werden diese mit dem $-Zeichen (auf den meisten Tastaturen über der 4 zu finden) eingeklammert. Alternativ kann \( ...\) verwendet werden.

Im rechtwinkligen Dreieck kann, mittels des Satzes des Pythagoras $a^2+b^2=c^2$, von den Längen der Katheten auf die Länge der Hypothenuse geschlossen werden.

Formeln im laufenden Text mit $...$
zum Anfang

Die equation-Umgebung

Die equation-Umgebung erzeugt eine abgesetzte, fortlaufend nummerierte Formel. Der selbe Effekt ohne Nummerierung wird durch die equation*-Umgebung erzeugt.

Die allgemeine Volumenformel für Quader

\begin{equation*}
V=a\cdot b\cdot c
\end{equation*}

kann, zur Berechnung des Volumens eines Würfels, noch vereinfacht werden.

abgesetzte Formel mit equation
zum Anfang

Die gather-Umgebung

Die gather- (oder gather*-) Umgebung erzeugt eine abgesetzte, fortlaufend (nicht) nummerierte Formelgruppe. Die einzelnen Formeln werden, wie in der equation-Umgebung, zentriert. Eine neue Zeile beginnt mit \\.

\begin{gather}
\label{ga:weg}
s=\frac {a}{2}t^2+v_0 \cdot t+s_0\\
\label{ga:geschw}
v=a\cdot t+v_0
\end{gather}

Durch Umstellen der Gleichung \ref{ga:geschw} nach der Beschleunigung $a$ und Einsetzen in die Gleichung \ref{ga:weg}, kann nun der Weg $s$ berechnet werden.

Der Befehl \label weißt Gleichungen oder Textstellen eine Namen zu. So kann mit dem Befehl \ref später darauf Bezug genommen werden. Mit dem hyperref-Paket können die Elemente auch verlinkt werden.

abgesetzte Formelgruppe mit gather
zum Anfang

Die align-Umgebung

Die align-Umgebung erzeugt eine abgesetzte, fortlaufend nummerierte Formelgruppe. Die Formeln können, mittels des &-Zeichens, aneinander ausgerichtet werden (z.B.: alle "=" untereinander). Eine neue Zeile beginnt mit \\. Auch hier kann die Nummerierung unterdrückt werden (align*).

Die Gleichung wird nun nach $x$ umgestellt:

\begin{align*}
0&=3x-15\\
15&=3x\\
x&=5
\end{align*}

Mit dem &-Zeichen wurden alle "=" untereinander positioniert.

ausgerichtete Formelgruppe mit align
zum Anfang

Kombination align und array

Die array-Umgebung erzeugt eine Tabelle. In Verbindung mit align können somit, zum Beispiel, Gleichungssysteme erstellt werden.

Lineare Gleichungssysteme der Art

\begin{align*}
\begin{array}{rcrcr}
ax&+&by&=&cz\\
dx&+&ey&=&fz\\
gx&+&hy&=&iz\\
\cline{1-5}
\end{array}
\end{align*}

sind in der linearen Algebra keine Seltenheit.

Das {rcrcr} definiert die Anzahl der Spalten und die Ausrichtung des Inhalts. l steht für linksbündig, c für zentriert und r für rechtsbündig. Die Anzahl der Angaben entspricht der Anzahl der Spalten. Nach jedem &-Zeichen beginnt eine neue Spalte.

Gleichungssystem mit align und array
zum Anfang