Лекция 3 Шрифты и символы в ТеХе, Расположение, формулы

Управление шрифтами. Основные шрифты ТеХа

Названия и размеры шрифтов Каждый шрифт каждого размера (есть термин шрифторазмер) имеет свое имя (точнее, два имени, первое это, грубо говоря, имя файла, а второе имя, данное ему в системе, мы будем говорить только о втором имени). Латиница без засечек кегля 14 имеет имя cmrssxiv, а телетайпный шрифт кегля 8 имя cmttviii

Размеры шрифтов Можно этих имен не знать и ими не пользоваться. В начале какой-либо размер устанавливается в качестве базового (по умолчанию это кегль 10, но можно выбрать 11 или 12), и по этому основному кеглю вводится несколько вспомогательных шрифтов с удобными условными обозначениями в соответствии с таблицей.

Символы Некоторые символы ``изъяты'' из обычного обихода. Это знаки открывающей и закрывающей фигурной скобки, { } знак обратной косой черты, \ знак доллара $ и знак процента. % Знак процента служит для вписывания в текст комментариев, все, что идет от знака процент до конца строки, системой пропускается. Не пренебрегайте этой возможностью, удобно вставлять в текст ссылки на страницы оригинальной рукописи, спорные вопросы и недоделки, варианты набора текста и проч. Знак доллара используется для набора математического текста. Обратная косая черта является признаком команды. Фигурные скобки используются как операторные скобки.

Особые знаки Некоторые символы имеют специальные начертания. Например, нужно различать разные варианты горизонтальной черточки дефис и тире, которое в ТеХе может быть в двух вариантах (о минусе речь пойдет дальше).

Лигатуры и диакритические знаки В иностран- ных языках часто ис- пользуются всякого рода надстроч- ные и под- строчные знаки, а также составные символы лигатуры.

Переносы Места возможных переносов внутри слова определяются специ- альной программой по большим и сложно устроенным таблицам переносов. Однако, никакая автоматика не может здесь дать абсолютно приемлемого результата, иногда приходится избегать неблагозвучных сочетаний или вводить не лучшие переносы для увеличения возможностей формирования абзаца. Кроме того, система «отказывается» разбивать слова, в которые вставлены специальные знаки (например, ударения), и приходится прибегать к ручному управлению. Команда \- служит для такого ручного управления. Она задает места возможных переносов слова, например: макро\-вставка.

Еще о переносах Если какие-либо слова, у которых нужно изменить места переносов, входят в текст многократно, можно изменить для них правила с помощью команды \hyphenation{…}. Например, \hyphenation{яв-ляет-ся яв-ля-ют-ся за-дает-ся} Эта команда ставится в так наз. преамбуле, там где задаются общие настройки системы для данного документа. Команда \hyphenation подавляет противоречащие ей данные в базовых таблицах, но непосредственное задание переносов с помощью \- еще сильнее и определяет окончательный вариант. Для того, чтобы переключаться между английскими и русскими таблицами переносов, нужно пользоваться командами \English и \Russian (действие которых на самом деле несколько шире).

Конструкции размещения текста Управление абзацным отступом. В некоторых случаях (например, после перечисления условий в теореме) хочется, чтобы текст, начатый с новой строки, шел без отступа. В этом случае может использоваться команда \noindent. Например : \noindent Перед словом\,\, {\sf Перед}\,\, вставлено \verb|\noindent|.

Подстрочные примечания Для того чтобы сделать примечание к тексту нужно воспользоваться командой \footnote{...}, поместив внутри скобок текст примечания. Например, {\it Примечание}. Для того чтобы сделать примечание к тексту нужно воспользоваться командой \verb|\footnote{...}|, поместив внутри скобок текст примечания. \footnote{Например, вот этот текст окажется в примечании и будет набран в конце страницы.} Не беспокойтесь относительно нумерации, примечания нумеруются автоматически. \footnote{Хотя добиться, чтобы на каждой странице нумерация начиналась сначала довольно трудно. Во всяком случае, не с этого надо начинать!}

Результат набора предыдущего примера

Переход на новую строчку

Сохранение перевода строк Команда \obeylines позволяет пользоваться символом перехода на следующую строчку из исходного файла в качестве команды перехода на следующую строчку для набираемого текста, т.е. воспроизводить в наборе разбиение на строки из исходного файла. Эта команда очень удобна при записи алгоритмов. Например, текст \obeylines Начальная подготовка; Основной цикл расчета; % нарочно сделаны лишние пробелы Формирование картинки; Вывод картинки; % Эффект комментария Завершение

Результат набора предыдущего примера

Набор формул Удобство набора сложных математических формул одно из крупнейших преимуществ TeX-а. Многие особенности математического набора, о которых авторы и читатели часто не знают или только догадываются, TeX поддерживает автоматически. Например, набор букв в формулах курсивом, а скобок и цифр прямым шрифтом, смену кегля при наборе индексов и дробей, небольшую отбивку вокруг знаков отношений и арифметических действий, центровку числителя и знаменателя дроби по вертикальной черте, выбор размера этой черты, выбор размеров скобок и приставных знаков. Например, эта формула набиралась так $$f(x)=\left(ax^3+bx+c\right)\times \left(\frac{x+3}{x^2+6x+4}-2\right).$$

Способы набора формул Математические формулы могут набираться двумя способами: в подборку (английский термин in the text mode) и выключенные, т.е. помещенные в отдельную строку (английский термин in the displayed mode). Сравните одну и ту же формулу, набранную в подборку: и выключенную: Формула, набираемая в подборку, заключается с обеих сторон знаки доллара: $\sum_k\beta^k$, выключаемая формула набирается в точности так же, но окаймляется сдвоенными знаками доллара: $$\sum_k\beta^k$$. Знак препинания после выключаемой формулы должен находить- ся внутри этого окаймления, т.к. иначе он появится в начале следующей строки, что и произошло в нашем примере.

Математические символы Обычно то, что может быть набрано одним символом имеющегося на клавиатуре набора, круглые и квадратные скобки, знаки плюс и минус (здесь соглашения про три разновидности тире не действуют), так и набирается, но потребности математического набора значительно шире. Для многочисленных специальных знаков используются соответствующие контрольные последовательности, которые как правило выбраны очень удобно. Например, греческие буквы представляются просто их именами: \Delta для, \Sigma для, \Gamma для \Xi для и так далее, но к сожалению, не для всех букв, а только для букв, не имеющих латинских замен. Таблицу строчных греческих букв мы увидим на следующем слайде.

Греческие буквы для математики Обратите внимание на непривычное начертание некоторых букв: епсилон, тета, фи и каппа. Обычные для нас начертания имеют названия, начинающиеся с var

Знаки отношений и операций Знак \not перечеркивает любой следующий за ним символ. Например, a\not\to 0 дает

Спецфункции, пределы и т.п. Обозначения для специальных функций принято набирать прямым шрифтом в отличие от курсивного шрифта для переменных. Обычно для таких стандартных обозначений определены естественные контрольные последовательности \sin, \exp, \max, \sup, \inf, \dim, \log, \ln и т.д. Нужно только предупредить, что естественное для американских математиков обозначение тангенса это \tan (и аналогично котангенса и арктангенса). Отсутствующие специальные обозначения Вы можете определить самостоятельно, но об этом позднее!

Еще некоторые символы Приведем еще обозначения для некоторых специальных значков, изобретенных математиками и/или взятых из других языков:

Многоточия Многоточия бывают различных типов. Следует различать многоточие на уровне строки (по базовой линии, т.е. по низу нормальных букв), обозначаемое \ldots и используемое в перечислениях и многоточие на среднем уровне (по уровню знаков операций), обозначаемое \cdots и используемое в действиях Сравните: неправильное использование и Есть и другие типы многоточий (вертикальные и диагональные).

Управление пробелами в формулах При наборе формул пробелы в них игнорируются, поэтому нескольких идущих подряд формул нужно набирать отдельно $x

Индексы Для индексов (нижних и верхних) используются знаки _ подчеркивание для нижнего индекса и ^ для верхнего. Если индекс состоит более чем из одного символа, вся индексная группа заключается в фигурные скобки. Внутри скобок можно использовать те же индексные конструкции (размеры шрифтов пересчитываются по специальным правилам). Если требуется одновременно и верхний и нижний индекс, они записываются один за другим в произвольном порядке. Скобка в показателе степени в нижнем левом примере это не ошибка, а демонстрация типичной ошибки.

Индексы (пределы) при служебных словах Индексы около служебных слов пишутся с использованием тех же конструкций, однако, эффект их использования различен для формул выключенных и набранных в подборку. Сравните, как один и тот же исходный текст \lim_{n\to\infty}x_n в строке набирается так:, а в выключенной формуле: Режим набора изменяется командами \limits и \nolimits. Попробуйте их действие сами.

Приставные знаки Приставными знаками называются знаки, меняющие свой размер в зависимости от высоты стоящей около них математической формулы. К ним относятся, в частности, При приставных знаках обычно располагаются (как уже говорилось) пределы или индексы.

Варианты приставных знаков Имеются горизонтальные варианты приставных знаков линейки, тильды, крышечки и фигурные скобки. Квадратный корень также относится к приставным знакам, хотя и представляет более сложную конструкцию из-за горизонтальной черты, надчеркивающей все подкоренное выражение: \sqrt{a^2+b^{a+2^k}} и как результат Конечно, есть и вариант корня произвольной степени. Просто у квадратного корня есть необязательный параметр степень, записываемый в квадратных скобках: \sqrt[4]{a^2+b^{a+2^k}}

Ограничители Близки к приставным знакам скобки и другие ограничители - вертикальная черта, знак нормы и др. Их отличительная особенность в том, что они встречаются согласованными по размеру группами. Чаще всего эта группа состоит из пары ограничителей. Этот случай является основным, мы с него и начнем, а затем посмотрим, как к нему приводятся все остальные. Ограничители переменного размера разрешается объединять в пары в любом сочетании. Для того чтобы образовать такую пару нужно перед левым ограничителем поставить команду \left, а перед правым - \right. Например, $$\left(a\right)\qquad \left(\sqrt{A^{A^a}}\right)$$ Результат:

Группа ограничителей

Дроби В перечислении простейших конструкций не обойтись без дробей, хотя дроби это часть более сложных конструкций вертикальной организации текста. Для дробей мне больше нравится конструкция, используемая в ЛаТеХ-е, за командой \frac (от fraction дробь) следуют сначала числитель, потом знаменатель: $$\frac{1+\sum_k\rho^k}{\theta(\sin x- \sin2x)}.$$