Schreiben von Texten mit wissenschaftlichen Inhalt mit TEX

Schreiben von Texten mit wissenschaftlichen Inhalt mit TEX / LATEX Prof. Dr. L. Spieß nach Vorlagen / Vorträgen von Günther Partosch – Mai 2003 und Jan Rudl – März 2007 – Chemnitzer Linux Tage

Deshalb sollte man auf Te. X/La. Te. X umsteigen 2

Typografie • Regeln zum Buchsatz, Schreiben wissenschaftlicher Arbeiten, aber nur „Buchstabenbehandlung“ • Marion Neubauer: Feinheiten bei wissenschaftlichen Publikationen, Mikrotypographie-Regeln, Teil I und Teil II http: //www. dante. de/tex/Dokumente/dtk-neubauer-Teil 1. pdf http: //www. dante. de/tex/Dokumente/Neubauer. II. pdf • Christoph Bier: typokurz – Einige wichtige typografische Regeln http: //zvisionwelt. files. wordpress. com/2012/01/typokurz. pdf 3

Anmerkungen zur Geschichte • ab 1977 von Donald E. Knuth an der Stanford University entwickelt • Entwicklung 1985 abgeschlossen; seit dem nur noch Fehlerkorrekturen • Anlass: Neuauflage zu , , The Art of Computer Programming “, Band 1 konnte nicht mehr in gewohnter Weise in Blei gesetzt werden; insbesondere Schwierigkeiten bei mathematischen Formeln • 1977 verlegte Knuth seine Forschungsaktivitäten auf — computer based typesetting — how to implement typographical knowledge in a computer system — digitized font descriptions • Ergebnis dieser Arbeiten: u. a. TEX und METAFONT • METAFONT: Entwurf/Entwicklung/Testen von Zeichen/Zeichensätzen für den Einsatz auf modernen Satzgeräten • Nebenergebnis: 5 -bändiges Werk über , , Computer & Typography “ 4

Ein bischen Geschichte • 1977: Beginn der Entwicklung von Te. X durch Donald E. Knuth (Stanford University, USA) Ziel: „Bücher mit schönem Layout“ Problem: Komplizierte Benutzung. . . "I hope to die before I have to use Microsoft Word. ", Donald E. Knuth, 02 -Oct-2001 in Tübingen. • 1984: Leslie Lamport (früher DEC, jetzt Microsoft) veröffentlicht Makros und Hilfsprogramme zum einfachen Umgang mit Te. X => La. Te. X Donald E. Knuth (Quelle: Persönliche Homepage) • 1985: Stabile Version La. Te. X 2. 09 • in den folgenden Jahren Entwicklung verschiedener Dialekte (z. B. AMS-Te. X bzw. AMS-La. Te. X) • 1994: Erneute Standardisierung: La. Te. X 2 e • seit 1989: Projekt La. Te. X 3 (bisher unvollendet) • deutsches Layout – Marcus Kohm koma-script 5 Leslie Lamport (Quelle: Persönliche Homepage)

Was ist T X? E Was ist TEX? • TEX ist ein Programm • TEX ist eine Programmiersprache (insbesondere mit Makros) • TEX ist ein System von Programmen Zur Bezeichnung • Aussprache: wie in τ εχ (griech. ) ≡ Kunst, Technik • Schreibweise: TEX, ersatzweise Te. X es gibt das TEX-Makro Te. X TEX • analog: plainTe. X plain. TEX Am. STe. X AM S-TEX La. Te. X LATEX La. Te. Xe LATEX 2ε • 6 plain. TEX, AM S-TEX, LATEX 2ε , Con. TEXt sind umfangreiche Makro-Pakete (quasi: Unterprogrammsammlungen) Vorherige N¨achste Letzte Suchen Abbruch

Zwei Grundkonzepte „MS Word“: • Layout des Textes wird interaktiv gestaltet. • WYSIWYG – What you see is what you get, d. h. Bildschirmansicht = Druckansicht • „Schreibmaschinenersatz“ Te. X; La. Te. X: Ly. X 7 • Wie eine „Programmiersprache“: Layout wird in einer „Quelldatei“ mit Hilfe bestimmter Formatierungsbefehle (z. B. begin{center} normaler Text end{center}) festgelegt. • Quelltext wird durch den „La. Te. X-Compiler“ in eine betracht- und druckbare Form übersetzt. • Ersatz für Layoutdesign, Schriftsatz und Buchdruck • Versuch, WYSIWYG und Te. X zu verbinden, nicht mehr vollständig kompatibel zu Te. X – ich rate derzeit davon ab

Bemerkung zum Buchsatz / Artikelsatz • ein guter Drucksatz eines wissenschaftlichen Textes als auch Buchtext ist allgemein durch Kompaktheit !! ausgezeichnet (Fettdruck ist ein Vauxpax bei Setzern, deshalb Kennzeichnung von Hervorhebungen durch kursive Schriften ) • der Text einer Seite sollte nicht zu viele leere, weiße Stellen aufweisen • Gleichmäßigkeit der Seitenfüllung • eine Buchdoppelseite sollte trotz Absätzen eine gleiche Zeilengrundlinie haben! Bei Verwendung von Formeln nicht einhaltbar, aber letzte Zeile einer Seite immer bis unten gefüllt • Vermeidung von „Schusterjungen“ (neuer Absatz mit Einrückung auf letzter Zeile der Seite) und „Hurenkindern“ (auf neuer Seite nur eine Zeile des letzten Absatzes) 8

Typografieregeln • Satzspiegel oder Schriftspiegel Nutzfläche auf Seite einer Werkes (Buch, Zeitschrift, andere Druckwerke) • lebende Kolumnentitel und Fussnoten gehören zum Satzspiegel • Seitenzahl nicht!!! • Kunst beim Satz ist die Gestaltung der Seite in einer Form, so dass sie dem Betrachter harmonisch erscheint • Maße des Goldenen Schnittes und zugehörigen Zahlen der Fibonacci-Folge verwendet • Goldener Schnitt: Verhältnis des Ganzen zu seinem größeren Teil (auch Major genannt) dem Verhältnis des größeren zum kleineren Teil (dem Minor) entspricht • Fibonacci-Folge: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, … Die jeweils nächste Zahl in dieser Folge erhält man als Summe der beiden vorangehenden 9

wichtige Vorbemerkung zur Dateistruktur - PDFLa. Te. X • in Datei- und Ordnernamen keine - Leerzeichen, Sonderzeichen, Umlaute verwenden - Leerzeichen kann man mit Unterstrich _ schreiben! • das *. tex Hauptfile ist im Hauptordner • alle weiteren *. tex files einer Arbeit sollten in diesem Ordner sein • jedes Kapitel ein eigenes *. tex File • Bilder, Diagramme in Vektorform verwenden, *. cdr, *. opj, *. wmf, *. emf … • Bilder, Diagramme sollte man in unterschiedlichen Ordner mit unterschiedlichen Endungen platzieren * Ordner Sourcefile der Bilder, z. B. *. cdr, *. opj, *. xls …. * Ordner EPS der Bilder von Sourcefile in eps gewandelte Bilder * Ordner PDF der Bilder von EPS in PDF gewandelte Bilder, dies sind keine Bilder mit Seitengröße, sondern nur das Bild • Zugang pdf/bild 1. pdf • wenn man mehrere Arbeiten mit einer Literatursammlung/ -verwaltung schreiben möchte, einen Ordner literatur auf der selben Ebene wie *. tex Hauptfile einrichten Zugang über. . /literatur/lit. bib 10

Das Programm TEX • TEX ist kein Textverarbeitungsprogramm • TEX ist ein Satzprogramm. Ablauf aus Benutzersicht: Bildschirm ↑. tex ↑ Befehle 11 TEX ↓ . log . dvi/. pdf ↓ Drucker

Ablauf aus eher technischer Sicht: . tex ↓ Metriken TEX ↓. dvi/. pdf ↓ Fonts Treiber ↓ Bildschirm 12 . log

Voraussetzungen • Te. X – Programm (Te. X; (Mik. Te. X); …. –plattformunabhängig, Gnu. Lizenz – www. dante. de – Comprehensive Te. X-Archiv CTAN • ASCII-Editor (Te. XMaker; Winedit; Te. XNiccenter; Emacs; Tex. Works …. . ) • DVI-Compiler (Bestandteil der Te. X-Installation) • Ghostscript – Anzeigeprogramm für eps-Dateien und Wandlungsprogramm eps in pdf • bei Nutzung von pdftex wird aus tex-Datei sofort pdf-Datei erzeugt (Acrobat-Reader zum Ansehen notwendig) • Jab. Ref – Programm zum Verwalten von Literatur und Export der für Literaturverzeichnis notwendigen bib Datei 13

Arbeitsschritte mit La. Te. X Bei korrekter Installation erfolgt automatischer Aufruf von Ghostview (GSview) Kommandozeile (Eingabeaufforderung): edit file. tex yap file. dvi notepad file. tex latex file. tex dvips file. dvi file. tex Quelltext (mit Texteditor erstellen) file. dvi La. Te. X-Compiler Ausgabedatei im dvi-Format Konvertierung dvi => Postscript Ausgabedatei im pdf (portable document format) pdflatex file. tex pdf. La. Te. X-Compiler 14 file. pdf file. ps Ausgabedatei im Postscript. Format Konvertierung ps => pdf über Ghostview Acrobat Destiller Bei korrekter Installation erfolgt automatischer Aufruf des Adobe Acrobat Reader

Grundstruktur einer La. Te. X-Datei Der erste Befehl jeder La. Te. X(2 e)-Datei ist immer Dabei gibt documentclass{Typ} Typ den Dokumenttyp an, der das globale Layout definiert, zum Beispiel article - für kleine bis mittelgroße Dokumente report - für mittelgroße bis große Dokumente book - für komplette Bücher Dokumenttyp beeinflusst u. a. die Gliederungseinheiten (Kapitel oder Abschnitt), die Formelnummerierung sowie einoder doppelseitigen Druck. documentclass{article} Alles zwischen begin{document} Vorspann. Hier können weitere Angaben zum globalen Layout erfolgen. Hallo Welt! end{document} documentclass{…} und begin{document} ist der begin{document} und end{document} ist der Alles zwischen Textteil. Hier steht der „normale“ Text. in einem Dokument kann man nur eine Dokumentklasse verwenden – wechseln geht nicht – ist auch Satzstilbruch! 15

Textteil: Welche Zeichen dürfen verwendet werden? • Ziffern: 0… 9 • Buchstaben: a…z A…Z vorerst keine Umlaute (ä, ö, ü, ß, Ä, Ö, Ü)! vorerst keine Akzente (á, ê)! • Sonderzeichen: „Erlaubt“: . Steuerzeichen: $ : ; & , ? % ! ( # ) _ [ ] + { } _ { } - * ~ / = @ ^ (mit spezieller Bedeutung) stattdessen: $ & % # textasciitilde textasciicircum textbackslash 16

Wie schreibt man Umlaute? (1) 1. Methode ä "a ö ü ß Ä Ö Ü "o "u {ss} "A "O "U • funktioniert immer, aber nur für fremdsprachige Texte sinnvoll 2. Methode Vorspann: documentclass{article} usepackage{ngerman} … ä ö ü ß Ä Ö Ü "a "o "u "s "A "O "U • für deutschsprachige Texte sinnvoll 17 Aktivierung von Layout-Einstellungen für deutschsprachige Texte (neue Rechtschreibung) Alte Rechtschreibung: usepackage{german}

Wie schreibt man Umlaute? (2) Problem der ersten beiden Methoden: Rechtschreibprüfung (in komfortable Editoren integriert) funktioniert nicht 3. Methode documentclass{article} usepackage{ngerman} usepackage[latin 1, ansinew]{inputenc} … • Umlaute können „hart“ in den Text geschrieben werden • Funktioniert so unter Windows und den meisten Unix-Systemen Einige Linux-Varianten: usepackage[utf 8]{inputenc} DOS: usepackage[cp 437 de]{inputenc} usepackage[applemac]{inputenc} Macintosh: 18

Wortabstände und Zeilenumbrüche Automatische Erzeugung von Wortabständen und Zeilenumbrüchen durch La. Te. X, d. h. keine Beeinflussung - der Wortabstände durch Leerzeichen - der Zeilenumbrüche durch Zeilenumbrüche (ohne Leerzeilen) im Quelltext. Beispiel: Dies ist ein Satz. documentclass{article} usepackage{ngerman} begin{document} Dies ist ein Satz. end{document} 19 documentclass{article} usepackage{ngerman} begin{document} Dies ist ein Satz. end{document}

Zeilenumbrüche und Absätze • Erzwingen eines Zeilenumbruchs: \ (Doppel-Backslash) begin{document} Dies \ ist \ ein Satz. end{document} Zeilenumbruch mit Randausgleich: • Erzeugen eines Absatzes: linebreak Leerzeile(n) im Quelltext - Keine Beeinflussung des Zwischenraums durch Anzahl der Leerzeilen im Quelltext • Empfehlung: Absätze bevorzugen - Bessere Übersichtlichkeit des Quelltextes - Bessere Layout-Optimierung durch den La. Te. X-Compiler 20

Absatzausrichtung Blocksatz Standard in La. Te. X Dies ist ein Beispiel für einen Text in Blocksatz. 21 zentriert linksbündig rechtsbündig begin{center} begin{flushleft} begin{flushright} … end{center} … end{flushleft} Dies ist ein Beispiel für einen linksbündigen Text. zentrierten Text. … end{flushright} Dies ist ein Beispiel für einen rechtsbündigen Text.

Einfache Aufzählung begin{itemize} item Stufe 1 begin{itemize} item Stufe 2 begin{itemize} item Stufe 3 item Nochmal Stufe 3 end{itemize} item Nochmal Stufe 2 end{itemize} item Nochmal Stufe 1 end{itemize} 22

Zeichenformatierung Das Aussehen eines einzelnen Zeichens ist bestimmt durch 23 • die Schriftart (z. B. Roman, Bold, Italic) • die Schriftgröße (klein, normal, groß) • die Schriftfarbe (rot, • die Möglichkeit der Unterstreichung (Unterstreichung ist zu vermeiden!!!) grün, blau)

Standardschriftarten 4 Schriftformen: upshape itshape sl scshape sc 3 Schriftfamilien: 2 Schriftstärken: sf rm bf it rmfamily mdseries bfseries sffamily (medium) (bold) ttfamily Für kurze Abschnitte: textbf{Text} textit{Text} usw. 24

Übersicht Schriftgrößen Absatzübergreifend: Ohne geschweifte Klammern! 25

Zeichenformatierung: Schriftfarbe • color{Farbe} • {color{Farbe} …} • textcolor{Farbe}{…} (Absatzübergreifend) (Innerhalb von Absätzen) documentclass{article} usepackage{ngerman} usepackage{xcolor} % Nicht vergessen! begin{document} textcolor{red}{Roter Text} textcolor{green}{Gr"uner Text} textcolor{blue}{Dunkelblauer Text} textcolor{black}{Schwarzer Text} textcolor{magenta}{Magentafarbener Text} % Weitere vordefinierte Farben: cyan, white, yellow end{document} 26

Zeichenformatierung: Unterstreichen • Der La. Te. X-Befehl underline{Unterstrichener Text} ermöglicht keine Zeilenumbrüche! • Alternative: . . . usepackage{soul} begin{document}. . . ul{Unterstrichener Text}. . . Vorspann! Unterstreichen möglichst vermeiden! 27

Mathematische Formeln: Ein erstes Beispiel documentclass{article} usepackage{amsmath} usepackage{ngerman} begin{document} Eine quadratische Gleichung der Form $x^{2} + px + q = 0$ besitzt f"ur $D : = frac{p^{2}}{4}-q > 0$ die reellen L"osungen begin{equation} x_{1, 2} = -frac{p}{2} pm sqrt{D} end{equation} end{document} 28

Mathematische Formeln: Grundlagen usepackage{amsmath} empfehlenswert, erforderlich aber nicht zwingend (AMS – American Mathematical Society) – Zugriff auf viele nützliche Zusatzbefehle – wird im Folgenden vorausgesetzt! für Formeln: für normalen Text: Mathemodus Abgesetzte Formeln 29 Formeln im „fließenden Text“ Textmodus

Verweise auf Formeln begin{equation} label{CDF} f(x) : = a x^{b} end{equation} Die durch (ref{CDF}) definierte Funktion $f$ hei"st Cobb-Douglas-Produktionsfunktion. • label{Mark. Name}: Setzen (unsichtbarer) Markierungen, Mark. Name frei wählbar • ref{Mark. Name}: 30 Bezugnahme auf Markierung Mark. Name

Griechische Buchstaben 31

Mathemodus: Sonderschriftarten 32 • „Double Stroke“: usepackage{dsfont} • „Ralph Smith‘s formal script“: • „Fraktur“: mathds{…} mathrsfs{…} Declare. Symbol. Font{rsfs}{U}{rsfs}{m}{n} Declare. Symbol. Font. Alphabet{mathrsfs}{rsfs} usepackage{amssymb} mathfrak{…}

Mathematische Symbole (Auswahl) • usepackage{amssymb} im Vorspann entspricht (= mit „Dach“) $hat{=}$ oder corresponds mit Paket mathabx 33

Brüche und Wurzeln „fraction“ „square root“ 34 frac{1}{2} sqrt{x} frac{x^2}{x^2+1} sqrt[4]{x^2+1} ! e^{frac{x}{sigma^2}} sqrt{1+sqrt{frac{xi}{nu}}}

Summen, Produkte, Integrale, Vereinigung, Durchschnitt sumlimits_{i=1}^{n} i sumnolimits_{k=0}^{infty} k^{-2} limits: Grenzen oben und unten nolimits: Grenzen neben dem Zeichen (Standard für abgesetzte Formeln) (Standard für Formeln im fließenden Text) • Analog bei Produkten (prod), Integralen (int), Vereinigungen (bigcup) und Durchschnitten (bigcap): prodlimits_{k=1}^n sin k intnolimits_{-infty}^{infty} f(x) mathrm{d} x bigcupnolimits_{i=1}^n A_i bigcaplimits_{i in I} B_i 35

Dokumentgliederung documentclass[a 4 paper]{article} usepackage{ngerman} parindent 0 cm begin{document} section{Abschnitt} subsection{Unterabschnitt} subsubsection{Unterunterabschnitt} subsection{N"achster Unterabschnitt} section{N"achster Abschnitt} end{document} 36 für Dokumenttyp „article“

Einbinden externer Grafiken: Beispiel documentclass[a 4 paper]{article} usepackage{ngerman} usepackage{ifpdf} % Zur Markierung von % ausschliesslich fuer La. Te. X % bzw. pdf. La. Te. X bestimmten % Abschnitten usepackage{graphicx} begin{document} includegraphics[height=10 cm, angle=-90]{plot} ifpdf includegraphics[height=10 cm, angle=90]{bild. jpg} fi end{document} 37 Bei Dateinamen ohne Endung wird nach plot. eps (bei La. Te. X) bzw. nach plot. pdf, plot. jpg oder plot. tif (bei pdf. La. Te. X) gesucht.

Tabellen linksbündige Spalte zentrierte Spalte rechtsbündige Spalte begin{tabular}{lcr} Verteilung & Bezeichnung & Mittelwert \ Normalverteilung & $mathrm{N} (mu, sigma^2)$ & $mu$ \ end{tabular} Spaltentrennzeichen 38

Inhaltsverzeichnis • tableofcontents erzeugt an der Stelle seines Auftretens automatisch ein Inhaltsverzeichnis • Quelltext muss mindestens zweimal mit La. Te. X kompiliert werden (Beim ersten Mal werden die benötigten Informationen „gesammelt“, beim zweiten Mal eingefügt. Verschieben sich durch das Inhaltsverzeichnis die Seitenzahlen, muss sogar dreimal kompiliert werden!) 39

Literaturverzeichnis „Mustermarke“, bestimmt die maximale Breite der erzeugten Marken begin{thebibliography}{99} bibitem{Kop 00} textit{Helmut Kopka, } La. Te. X, Einf"uhrung Band 1, 3. Auf/lage 2000 bibitem{Lam 95} textit{Leslie Lamport, } Das La. Te. X-Handbuch, 3. Auf/lage 1995 end{thebibliography} Kürzel, mit dessen Hilfe im Text auf die Literatur Bezug genommen werden kann, z. B. cite{Kop 00} f und l nicht zusammenhängend („fl“, Ligatur) 40

Wie findet man die Symbolnamen? • Erraten (englische Bezeichnungen, „La. Te. X-Logik“) • Einschlägige Literatur (siehe letzte Seite) • Online: „The Comprehensive La. Te. X Symbol List“ http: //www. ctan. org/tex-archive/info/symbols/comprehensive/ • Entwicklungsumgebungen für La. Te. X (hier z. B. „Win. Edt“): 41