NMSA230 - Cvičenie 3

Softwarové prostředky pro matematiku a stochastiku

Po: 24/10/16 | (týždeň 6)

L^aT_eX | Úvod a základy

Všeobecné informáie

L^aT_eX je komplexný systém určený k príprave a tvorbe dokumentov, ktoré vyžadujú netriviálnu sadzbu väčšinou zložitého a komplexného textu. Z tohto dôvodu sa najčastejšie využíva pri tvorbe rozsiahlejších dokumentov technického, resp. vedeckého zamerania. Bez problémov však zvládne aj ten najjednoduchší text.
L^aT_eX je “user-friendly”, avšak sofistikovaným rozšírením programu T_eX, ktorého autorom je bývalý profesor Stanford University, Donald Knuth. Okrem samotného nástroja na sádzanie textu (T_eX-u), ponúka L^aT_eX aj rôzne rozšírenia a makra, ktoré slúžia k zjednodušeniu práce pri tvorbe dokumentov.
L^aT_eX nie je textový editor, je to efektívný nástroj na priamu sadzbu textu. Ponúka množstvo rôznych funkcii pre plnohodnotnú prípravu dokumentov rôzneho technického, vedeckého ale aj neodborného, resp. všeobecného zamerania.
Existuje niekoľko distribúcii L^aT_eX-u: T_eX Live, MiKT_eX, MacT_eX, T_eXworks, a ďalšie.
Pre plnohodnotnú prácu s L^aT_eX-om je potrebný editor, v ktorom je potrebné dokument pripraviť. Podobne ako distribúcii, aj L^aT_eX-ových editorov je celá řada: T_eX Maker, T_eX Studio, T_eXnic Center, WinEdt, T_eXworks, WinEdt a mnohé ďalšie.
Pre užívateľov je k dispozícii široká technická podpora, rôzne online diskusie a fóra. Najzámejšie združenia uživateľov L^aT_eX-u sú TUG | T_eX Users Group a CSTUG | Československé sdružení uživatelů T_eX/u.

Donald Ervin Knuth (1938)

Program tretieho cvičenia NMSA 230

Oboznámiť sa s T_eX-om a L^aT_eX-om a osvojiť si základný princíp ich fungovania a vytvárania jednoduchých dokumentov.
Oboznámenie sa so základnými nástrojmi (makrá), ktoré sú v L^aT_eX-u určené špecíálne k formátovaniu a sadzbe jednoduchých dokumentov s obsahom štrukturovaného matematického textu.
Nástroje potrebné k základnej estetickej úprave pripravovaného dokumentu.

Užitočné materiály pre prácu s L^aT_eX-om

Tobias Oetiker a kol.: Ne příliš stručný úvod do systému L^aT_eX 2ε. (PDF súbor)
Kolektív AF UPOL: Drsný úvod do L^aT_eX-u. (PDF súbor)
Warbrick, J.: Essential L^aT_eX ++ (PDF súbor)
Olšák, P.: Typografický systém T_eX, Konvoj, 1995.

Knuth, D.: Computer and Typesetting Series, Vol. A: The TeX Book, Addison Wesley, 1986.

Knuth, D.: Computer and Typesetting Series, Vol. B: TeX The Program, Addison Wesley, 1986.

1. Vytváranie jednoduchých dokumentov

Dokument pripravený v L^aT_eX-u ma dve hlavné časti: tou prvou je preambula, v ktorej sa špecifikuje konkrétny typ dokumentu, ktorý bude následovať (napr. article, report, book, letter, minimal, slides, beamer atď.). V preambule sú tiež uvedené potrebné nastavenia, ktoré ovplivňujú celkový vzhľad vypracovaného dokumentu (napr. jazykové kódovanie, formátovanie stránky, typ stránkovania a pod.), deklarujú sa tu rôzne parametre, uživateľsky definované príkazy, a mnoho ďalších nastavení.

Začiatok každého L^aT_eX-ového dokumentu začína príkazom:

\documentclass[options]{class}

V hranatých zátvorkach súp uvedené nastavenia ako veľkosť písma (10pt, 12pt, …), typ stránky (a4paper, a5paper, b5paper, letterpaper, …), spôsob stránkovania <(oneside, twoside), orientácia stránky (landscape, portrait) a niekoľko ďalších. V zložených zátvorkách je uvedeny typ dokumentu (napr. article, report, book, letter, minimal, slides, beamer atď.).

Konkrétne nastavenie môže vyzerať napr. takto:

\documentclass[a4paper, twoside, 10pt]{article}

Za príkazom ‘\documentclass’ následuje preambula, teda zoznam potrebnéch nastavení a dodatočných rozšírení (packages). Dóležie je najmä jazykové nastavenie a nastavenie príslušného kódovania, napr:

\usepackage[czech]{babel}
\usepackage[utf8]{inputenc}

Vyššie uvedené deklaruje, že bude nasledovať český text v kódovani UTF8. Nastavenie jazyka je dôležite hlavne preto, aby L^aT_eX použil správnu knižnicu slov, čo umožní napr. správne delenie slov na konci riadkov, formátovanie textu, či správny tvar úvodzoviek. Slováci mohou parametr czech nahradit parametrem slovak. Detaultné nastavenie je english.

Potrebné balíčky sa inicializuju príkazom \usepackage{} - napr. nástroje potrebné na písanie textu obsiahnuté v balíčkoch amsmath a amsfonts načítame spoločne pomocou príkazu:

\usepackage{amsmath, amsfonts}

Do preambuly je možné uviesť aj komplexnejšie nastavenia (definícuia a zmena počiatočných hodnôt rôznych počítadiel - napr. počítadlo, ktoré čísluje strany, a pod.), alebo definovať vlastné príkazy (resp. modifikovať už existujúce).

Preambula končí príkazom \begin{document}, ktorým sa zároveň začína druhá časť L^aT_eX-ového dokumentu. Koniec dokumentu je označený príkazom \end{document}. Čokoľvek, čo následuje za týmto príkazom, je pri spracovaní dokumentu (kompilácii) L^aT_eX-om ignorované.

\begin{document}
...
... text dokumentu
...
\end{document}

Užitočné

Mala ukážka L^aT_eX-ového dokumentu vo finálnej podobe: PDF súbor
Príslušný zdrojový kód k tomuto dokumentu: tex súbor v cp1250 | tex súbor v utf8
Ukážka templatu bakalárskej práce MFF (v mierne pozmenenej verzii aj na oficíálnych stránkach MFF): PDF súbor
Príslušný zdrojový kód k templatu bakalárkej práce: tex súbor v cp1250 | tex súbor v utf8

2. Formátovanie matematického textu

Matematické výrazy sa v L^aT_eX-u vkládaju do vhodného prostredia - určitej časti textu, ktorá je vymedzená konkretnou dvojicou príkazov. K dispozícii je niekoľko základnych, funkčne ale rôznych tzv. matematických prostredí, napr:

\begin{displaymath}
...
\end{displaymath}

\begin{equation}
...
\end{equation}

\begin{equation*}
...
\end{equation*}

\begin{align}
...
\end{align}

\begin{align*}
...
\end{align*}

A niekoľko ďalších. V samotnom texte je možné krátke matematické výrazy uviesť v prostredí, ktoré je vymedzené pomocou párových znakov $ alebo $$.

Napr., nasledujúci príkaz vygeneruje v L^aT_eX-u předpis pre hustotu normálneho normovaného rozdelenia s príslušnými parametrami strednej hodnoty $\mu$ a rozptylu $\sigma^2$

\begin{displaymath}
f(x) = \frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma^2}}\exp\left\{\frac{-(x - \mu)^2}{2\sigma^2}\right\}
\end{displaymath}

ako

$f(x) = \frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma^2}}\exp\left\{\frac{-(x - \mu)^2}{2\sigma^2}\right\}$.

Užitočné

V L^aT_eX-u je defaultne naprogramovaných množstvo užitočných príkazov, ktoré sú potrebné pri plnohodnotnej formulácii matematického textu. Jednotlivé príkazy sú často intuitivné a ich použitie v texte je priamočiare.

Pomerne rozsiahlý a viac-menej celkom komplexný zoznam rôznych matematických funkcii v L^aT_eX-u: Special Symbols in L^aT_eX

Stručna ukážka:

Grécke písmena: $\alpha$, $\beta$, $\gamma$, $\rho$, $\sigma$, $\delta$, $\epsilon$ a ďalšie …
```
\alpha \beta \gamma \rho \sigma \delta \epsilon
```
Binárne operátory: $+$, $-$, $*$, $/$, $\times$, $\otimes$, $\oplus$, $\cup$, $\cap$ a ďalšie …
```
+ - * / \times \otimes \oplus \cup \cap
```
Množinové/relačné operátory: $<$, $>$, $\leq$, $\geq$, $\subset$, $\supset$, $\subseteq$, $\supseteq$ a ďalšie …
```
< > \leq \geq \subset \supset \subseteq \supseteq
```
Operátory a funkcie: $\int$, $\oint$, $\sum$, $\prod$, $\log$, $\exp$ a ďalšie …
```
\int \oint \sum \prod \log \exp
```
Šípky a zátvorky: $\leftarrow$, $\Leftarrow$, $\Longleftarrow$, $\leftrightarrow$, $\big[$, $\big]$, $\Big[$, $\Big]$, $\{$, $\}$ a ďalšie …
```
\leftarrow \Leftarrow \Longleftarrow \leftrightarrow \big[ \big] \Big[ \Big] \{ \}
```

Domáca úloha (to be submitted)

(Deadline: 4. cvičenie | Po: 21.11.2016)

Pomocou L^aT_eX-u vytvorte jednoduchý PDF súbor (dokument), ktorý bude obsahovať:

titulnú stránu s vaším menom a priezvisko, vaše študentské číslo (ISIC karta), alebo dátum narodenia a tiež názov datového súboru, ktorý ste si zvolili k vypracovaniu zadania prvej a druhej domácej úlohy;
samostatnú časť/kapitolu/sekciu so stručným popisom vami zvoleného datového súboru (zoznam sledovaných premenných, jejich popis a interpretace);
samostatnú časť/kapitolu/sekciu, ktorá bude obsahovať základné popisné štatistiky/charakteristiky, ktoré ste v danom datovom súbore pro jednotlivé proměnné spočítali;
samostatnú časť/kapitolu/sekciu, v ktorej pomocou matematických výrazov vyjadrite, ako sa uvedené popisné štatistiky formálne počítajú (formulovanie a formátovanie matematického textu v L^aT_eX-u);

Výsledný PDF súbor, ktorý bude obsahovať všetky vyššie uvedené časti, pomenujte prijmeni_jmeno.pdf a následne ho odošlite emailom na adresu maciakkarlin.mff.cuni.cz, a to najneskôr 21.11.2016.

NMSA230 - Cvičenie 3

Softwarové prostředky pro matematiku a stochastiku

Po: 24/10/16 | (týždeň 6)

LaTeX | Úvod a základy

1. Vytváranie jednoduchých dokumentov

Užitočné

2. Formátovanie matematického textu

Užitočné

Domáca úloha (to be submitted)

(Deadline: 4. cvičenie | Po: 21.11.2016)

L^aT_eX | Úvod a základy