%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% % Contents: Math typesetting with LaTeX % $Id: math.tex 534 2015-04-09 13:03:16Z oetiker $ % % Changes by Stefan M. Moser: 2008/10/22 % % -Section 2: "Single Equations": added comment about preference of % equation* over \[ % -Replaced (almost) all examples with \[ by equation* % -New section 4: "Single Equations that are Too Long: multline" % -New section 5: "Multiple Equations" % -Section 6: "Arrays and Matrices": made a full section and added % some material % -Section 9: "Theorems, Lemmas, ...": added a subsection about proofs % with new material % % Other Changes: % -in lshort.sty: % *example environment adapted: changed in three places % \textwidth by \linewidth. This is necessary for % example-environment within a itemize-list. % *added \RequirePackage[retainorgcmds]{IEEEtrantools} % % THINGS TO DO: % -adapt typesetting of new sections to rest of lshort, including all % the usual commands used so far. In particular, I guess we have to % get rid of the \verb-commands everywhere % -include index-commands %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% \chapter{Valemite vormistamine} \begin{intro} Nüüd oled valmis! Selles peatükis ründame \TeX i peamist tugevust, valemite ladumist. Kuid ole hoiatatud, see peatükk puudutab ainult pealispinda. Kuigi siin selgitatud asjad on enamasti piisavad, ära heida meelt, kui siit oma valemite vormistusprobleemile lahendust ei leia. Väga tõenäoliselt on seda probleemi käsitletud \AmS-\LaTeX is. \end{intro} \section{\texorpdfstring{\AmS}{AMS}-\LaTeX i komplekt} Soovides panna kirja (keerukamaid) \index{valem}valemeid, tuleks kasutada \index{AmSLaTeX@\AmS-\LaTeX}\AmS-\LaTeX i. \AmS-\LaTeX{} on kogum pakette ja klasse matemaatilise trükiladumise tarbeks. Enamasti tegeleme selle komplekti paketiga \pai{amsmath}. \AmS-\LaTeX i on loonud \wi{Ameerika Matemaatika Selts} ja seda kasutatakse laialdaselt matemaatilise teksti vormistamiseks. Ka \LaTeX il endal on olemas mõned elementaarsed vahendid ja keskkonnad valemite moodustamiseks, kuid need on piiratud (või ehk vastupidigi: \AmS-\LaTeX{} on \emph{piiramatu}!) ja mõnel juhul ebaühtlased. \AmS-\LaTeX{} kuulub distributsiooni tuuma ja tuleb kaasa kõigi hilisemate \LaTeX i distributsioonidega.\footnote{Kui see siiski konkreetsest distributsioonist puudub, tuleks seda otsida aadressilt \CTAN|pkg/amslatex|.} Selles peatükis eeldame, et \pai{amsmath} loetakse sisse preambulis: \verb|\usepackage{amsmath}|. \section{Üksikvalemid} Valemi võib trükkida rea sees (\emph{\wi{tekstistiil}is}) või tükeldada lõik ja trükkida valem eraldi real (\emph{\wi{esitlusstiil}is}). Lõigu \emph{sees} olevad valemid kirjutatakse \index{$@\texttt{\$}} %$ \texttt{\$} ja \texttt{\$} vahele: \begin{example} Liida $a$ ruudus ja $b$ ruudus ning saad $c$ ruudus. Või matemaatilisemalt kõneldes: $a^2 + b^2 = c^2$ \end{example} \begin{example} \TeX{} hääldub kui $\tau\epsilon\chi$\\[5pt] 100~m$^{3}$ vett\\[5pt] See tuleb minu $\heartsuit$-st \end{example} Kui on vaja, et suurem valem trükitaks ülejäänud lõigust eraldi, siis on mõistlik ta \emph{esile tõsta}. Selleks tuleks valem panna spetsiaalsesse valemikeskkonda käskude \verb|\begin{|\ei{equation}\verb|}| ja \verb|\end{equation}| vahele.\footnote{See on \pai{amsmath}i keskkond. Kui mingil arusaamatul põhjusel sellele paketile juurdepääs puudub, võib selle asemel kasutada \LaTeX i enda keskkonda \ei{displaymath}.} Seejärel saab käsu \ci{label} abil ära märkida valemi numbri ja viidata sellele mujalt tekstist käsuga \ci{eqref}. Kui on tarvis anda valemile omaette nimi, võib selle määrata käsuga \ci{tag}. \begin{example} Liida $a$ ruudus ja $b$ ruudus ning saad $c$ ruudus. Või matemaatilisemalt kõneldes: \begin{equation} a^2 + b^2 = c^2 \end{equation} Einstein ütleb: \begin{equation} E = mc^2 \label{tark} \end{equation} Ta ei ütelnud \begin{equation} 1 + 1 = 3 \tag{rumal} \end{equation} See on viide valemile \eqref{tark}. \end{example} Kui valemeid ei ole vaja automaatselt nummerdada, siis tuleks kasutada keskkonna \ei{equation} tärniga varianti \ei{equation*},\footnote{See on jällegi \pai{amsmath}. Standard-\LaTeX is on olemas ainult keskkond \ei{equation} ilma tärnita.}\index{keskkond!tärniga}\index{tärniga keskkond} või mis veel lihtsam, panna valem \ci{[} ja \ci{]} vahele: \begin{example} Liida $a$ ruudus ja $b$ ruudus ning saad $c$ ruudus. Või matemaatilisemalt kõneldes: \begin{equation*} a^2 + b^2 = c^2 \end{equation*} või vähema sisestamistööga, aga ikka sama tulemust saades: \[ a^2 + b^2 = c^2 \] \end{example} Kuigi \ci{[} on lühike ja kena, ei luba ta ümberlülitumist nummerdatud ja nummerdamata stiili vahel nii lihtsasti kui \ei{equation} ja \ei{equation*}. Tasub tähele panna erinevust \wi{tekstistiil}is ja \wi{esitlusstiil}is valemite vahel: \begin{example} See on tekstistiil: $\lim_{n \to \infty} \sum_{k=1}^n \frac{1}{k^2} = \frac{\pi^2}{6}$. Ja see on esitlusstiil: \begin{equation} \lim_{n \to \infty} \sum_{k=1}^n \frac{1}{k^2} = \frac{\pi^2}{6} \end{equation} \end{example} Tekstistiilis võib kõrged või sügavad matemaatilised avaldised või alam"-avaldised anda käsu \ci{smash} argumendiks. Sellega ignoreerib \LaTeX{} nende avaldiste püstsuunalist ulatust, mis hoiab reavahe ühtlasena. \begin{example} Avaldis $a_{l_{l_a}}$, millele järgneb teine avaldis $\ddot u^{l^{e^s}}$. Võrdluseks purustatud avaldis \smash{$a_{l_{l_a}}$}, millele järgneb avaldis \smash{$\ddot u^{l^{e^s}}$}. \end{example} \subsection{Valemire\v{z}iim} Erinevusi on ka \emph{\wi{valemire\v{z}iim}i} ja \emph{tekstire\v{z}iimi} vahel. Näiteks on \emph{valemire\v{z}iimil} järgmised iseärasused. \begin{enumerate} \item \index{vahe!valemis}\index{tühik!valemis}Enamikul tühikutel ja reavahetustel puudub igasugune tähtsus, sest kõik tühikud kas tuletatakse loogiliselt avaldisest endast või sisestatakse erikäskudega nagu \ci{,}, \ci{quad} või \ci{qquad} (hiljem tuleme selle juurde tagasi, vt jaotist~\ref{sec:math-spacing}). \item Tühjad read ei ole lubatud. Ainult üks lõik valemi kohta. \item Iga tähte käsitletakse muutujanimena ja vormistatakse vastavalt. Kui valemi sees on vaja trükkida tavalist teksti (tavalises püstkirjas ja tavaliste vahedega), siis tuleks see tekst valemisse lisada käsuga \verb|\text{...}| (vt ka jaotist \ref{sec:fontsz} leheküljel \pageref{sec:fontsz}). \end{enumerate} \begin{example} $\forall x \in \mathbf{R}: \qquad x^{2} \geq 0$ \end{example} \begin{example} $x^{2} \geq 0\qquad \text{iga }x\in\mathbf{R} \text{ puhul}$ \end{example} Matemaatikud võivad olla sümbolite suhtes väga pirtsakad: harilikult kasutatakse siin "`\wi{tahvlipaks}u"' kirja,\index{paksud sümbolid} mis saadakse käsuga \ci{mathbb} paketist \pai{amssymb}.\footnote{Pakett \pai{amssymb} ei kuulu paketikogumikku \AmS-\LaTeX{}, kuid installitud \LaTeX i süsteemis on ta arvatavasti siiski olemas. Tasub kontrollida oma distributsiooni või hankida see pakett aadressilt \CTAN|pkg/amsfonts|.}\index{AmSLaTeX@\AmS-\LaTeX} \ifx\mathbb\undefined\else Viimane näide teiseneb siis kujule \begin{example} $x^{2} \geq 0\qquad \text{iga } x \in \mathbb{R} \text{ puhul}$ \end{example} \fi Valemikirju leiab ka tabelist~\ref{mathalpha} leheküljel~\pageref{mathalpha} ja tabelist~\ref{mathfonts} leheküljel~\pageref{mathfonts}. \section{Valemite ehituskivid} Selles jaotises kirjeldame kõige tähtsamaid valemitrükkimiskäske. Enamik selle jaotise käskudest ei nõua paketti \pai{amsmath} (kui nõuavad, siis on see selgelt välja toodud), kuid nimetatud paketi võib ikkagi sisse lugeda. \textbf{Väikesed \wi{kreeka tähed}} sisestatakse kui \verb|\alpha|, \verb|\beta|, \verb|\gamma|, \ldots{} ning suured tähed kui \verb|\Gamma|, \verb|\Delta|, \ldots\footnote{Suurt alfat, beetat jne \LaTeX{} ei defineeri, sest need näevad välja samasugused nagu ladina A, B, \ldots} Kreeka tähtede loend on tabelis~\ref{greekletters} leheküljel~\pageref{greekletters}. \begin{example} $\lambda,\xi,\pi,\theta, \mu,\Phi,\Omega,\Delta$ \end{example} \textbf{Astendajad}, \textbf{ülaindeksid} ja \textbf{alaindeksid} määratakse sümbolitega\index{astendaja}\index{ülaindeks}\index{alaindeks} \verb|^|\index{^@\texttt{\^{}}} ja \verb|_|\index{_@\texttt{\_}}. Enamik valemire\v{z}iimi käske mõjutab ainult järgmist märki, mistõttu tuleks olukorras, kus käsu mõju peab ulatuma mitmele märgile, ühendada need \index{rühm}rühmaks looksulgude \verb|{...}| abil. Tabelis~\ref{binaryrel} leheküljel~\pageref{binaryrel} on loetletud palju kahekohalisi relatsioone, nagu näiteks $\subseteq$ ja $\perp$. \begin{example} $p^3_{ij} \qquad m_\text{Knuth}\qquad \sum_{k=1}^3 k \\[5pt] a^x+y \neq a^{x+y}\qquad e^{x^2} \neq {e^x}^2$ \end{example} \textbf{\index{ruutjuur}Ruutjuur} saadakse kui \ci{sqrt}, $n$-s juur sisestatakse konstruktsiooniga \verb|\sqrt[|$n$\verb|]|. Juure suuruse valib \LaTeX{} automaatselt. Kui vaja on ainult juuremärki, siis selleks on käsk \ci{surd}. Tabelis~\ref{tab:arrows} leheküljel \pageref{tab:arrows} on kujutatud mitmesugust liiki nooled, nagu $\hookrightarrow$ ja $\rightleftharpoons$. \begin{example} $\sqrt{x} \Leftrightarrow x^{1/2} \quad \sqrt[3]{2} \quad \sqrt{x^{2} + \sqrt{y}} \quad \surd[x^2 + y^2]$ \end{example} \index{punktid} \index{vertikaalpunktid} \index{horisontaalpunktid} Kuigi \textbf{\wi{korrutamispunkt}} jäetakse tavaliselt kirjutamata, pannakse ta mõnikord siiski selleks, et aidata silmal valemit rühmitada. Üksiku tsentreeritud punkti trükib käsk \ci{cdot}. Tsentreeritud \index{kolm punkti}\index{punktid}\index{mõttepunktid}\index{...@\ldots}\textbf{kolm punkti} saab käsuga \ci{cdots} ning madalal (alusjoonel) asuvad kolm punkti käsuga \ci{ldots}. Lisaks on olemas käsud \ci{vdots} vertikaalsete ja \ci{ddots} \index{diagonaalsed punktid}diagonaalsete punktide jaoks. Rohkem näiteid leiab jaotisest~\ref{sec:arraymat}. \begin{example} $\Psi = v_1 \cdot v_2 \cdot \ldots \qquad n! = 1 \cdot 2 \cdots (n-1) \cdot n$ \end{example} Käsud \ci{overline} ja \ci{underline} panevad avaldise kohale või alla \textbf{horisontaaljoone}: \index{horisontaaljoon} \index{joon!horisontaalne} \begin{example} $0{,}\overline{3} = \underline{\underline{1/3}}$ \end{example} Käsud \ci{overbrace} ja \ci{underbrace} joonistavad avaldise kohale või alla pika \textbf{horisontaalsulu}: \index{horisontaalsulg} \index{sulg!horisontaalne} \begin{example} $\underbrace{\overbrace{a+b+c}^6 \cdot \overbrace{d+e+f}^7} _\text{elu mõte} = 42$ \end{example} \index{diakriitilised märgid!valemis}Tabelis~\ref{mathacc} leheküljel~\pageref{mathacc} on loetletud käsud, millega saab muutujate kohale lisada matemaatilisi lisamärke nagu \textbf{väikesed nooled} või \textbf{\wi{tilde}}. Laiad katused ja tilded, mis haaravad mitu märki, moodustatakse käskudega \ci{widehat} ja \ci{widetilde}. Tähele tasub panna käskude \ci{hat} ja \ci{widehat} erinevust ning käsu \ci{bar} ülakriipsu asukohta alaindeksiga muutuja puhul. \index{apostroof}Apostroof \verb|'| annab \wi{priim}i: % a dash is -- \begin{example} $f(x) = x^2 \qquad f'(x) = 2x \qquad f''(x) = 2\\[5pt] \hat{XY} \quad \widehat{XY} \quad \bar{x_0} \quad \bar{x}_0$ \end{example} \textbf{Vektorid}\index{vektor} määratakse sageli väikese \index{noolemärk}noolemärgi lisamisega muutuja kohale, seda saab teha käsuga \ci{vec}. Käskudega \ci{overrightarrow} ning \ci{overleftarrow} saab märkida vektorit punktist $A$ punkti $B$: \begin{example} $\vec{a} \qquad \vec{AB} \qquad \overrightarrow{AB}$ \end{example} Funktsioonide nimed vormistatakse harilikult püstkirjas, mitte kursiivis nagu muutujad, seetõttu on \LaTeX is olemas järgmised käsud kõige sagedasemate funktsiooninimede trükkimiseks: \index{funktsiooninimed} \begin{center} \begin{tabular}{llllll} \ci{arccos} & \ci{cos} & \ci{csc} & \ci{exp} & \ci{ker} & \ci{limsup} \\ \ci{arcsin} & \ci{cosh} & \ci{deg} & \ci{gcd} & \ci{lg} & \ci{ln} \\ \ci{arctan} & \ci{cot} & \ci{det} & \ci{hom} & \ci{lim} & \ci{log} \\ \ci{arg} & \ci{coth} & \ci{dim} & \ci{inf} & \ci{liminf} & \ci{max} \\ \ci{sinh} & \ci{sup} & \ci{tan} & \ci{tanh}& \ci{min} & \ci{Pr} \\ \ci{sec} & \ci{sin} \\ \end{tabular} \end{center} \begin{example} \begin{equation*} \lim_{x \rightarrow 0} \frac{\sin x}{x}=1 \end{equation*} \end{example} Sellest nimekirjast puuduvaid funktsioone saab ise defineerida käsuga \ci{DeclareMathOperator}. Sellest olemas ka tärniga versioon rajadega funktsioonide jaoks.\index{käsk!tärniga}\index{tärniga käsk} See käsk töötab ainult preambulis, nii et alltoodud näite kommenteeritud read tuleb panna preambulisse: \begin{example} %\DeclareMathOperator{\argh}{argh} %\DeclareMathOperator*{\nut}{Nut} \begin{equation*} 3\argh = 2\nut_{x=1} \end{equation*} \end{example} \index{moodulifunktsioon}Moodulifunktsiooni saamiseks on kaks käsku: \ci{bmod} kahekohalise operaatori $a \bmod b$ jaoks ja \ci{pmod} avaldiste nagu $x\equiv a \pmod{b}$ jaoks: \begin{example} $a\bmod b \\ x\equiv a \pmod{b}$ \end{example} Mitmekorruselised \index{murd}\textbf{murrud} luuakse käsuga \ci{frac}\verb|{...}{...}|. \index{tekstistiil}\index{esitlusstiil}Tekstistiilis valemites vormistatakse murd kokkusurutult, et ta reale ära mahuks. Esitlusstiilis saab seda stiili jäljendada käsuga \ci{tfrac}. Vastupidine, st esitlusstiilis valem teksti sees, moodustatakse käsuga \ci{dfrac}. Tihti on eelistatum kaldkriipsuga kuju $1/2$, sest see näeb väikese koguse "`murrulise materjali"' puhul parem välja: \begin{example} Esitlusstiilis: \begin{equation*} 3/8 \qquad \frac{3}{8} \qquad \tfrac{3}{8} \end{equation*} \end{example} \begin{example} Tekstistiilis: $1\frac{1}{2}$~tundi \qquad $1\dfrac{1}{2}$~tundi \end{example} Käsk \ci{partial} annab \wi{osatuletis}e märgi: \begin{example} \begin{equation*} \sqrt{\frac{x^2}{k+1}}\qquad x^\frac{2}{k+1}\qquad \frac{\partial^2f} {\partial x^2} \end{equation*} \end{example} \index{binoomkordaja}Binoomkordajate või sarnaste struktuuride trükkimiseks on käsk \ci{binom} paketist \pai{amsmath}: \begin{example} Pascali valem on \begin{equation*} \binom{n}{k} =\binom{n-1}{k} + \binom{n-1}{k-1} \end{equation*} \end{example} Kahekohaliste relatsioonide puhul võib teinekord olla vaja paigutada märke üksteise kohale. Käsk \ci{stackrel}\verb|{#1}{#2}| paneb argumendis \verb|#1| antud märgi ülaindeksi suurusena argumendi \verb|#2| kohale, mis ise trükitakse tavalisse asukohta. \begin{example} \begin{equation*} f_n(x) \stackrel{*}{\approx} 1 \end{equation*} \end{example} \textbf{\index{integraaloperaator}Integraaloperaatori} märk moodustatakse käsuga \ci{int}, \textbf{\wi{summaoperaator}i} märk käsuga \ci{sum} ja \textbf{\wi{korrutamisoperaator}i} märk käsuga \ci{prod}. Ülemine ja alumine raja määratakse sümbolitega \index{^@\texttt{\^{}}}\verb|^|~ja~\index{_@\texttt{\_}}\verb|_| nagu ülaindeks ja alaindeks: \begin{example} \begin{equation*} \sum_{i=1}^n \qquad \int_0^{\frac{\pi}{2}} \qquad \prod_\epsilon \end{equation*} \end{example} Saavutamaks suuremat kontrolli indeksite paigutuse üle keerukamates avaldistes, on paketis \pai{amsmath} defineeritud käsk \ci{substack}: \begin{example} \begin{equation*} \sum^n_{\substack{0 0. \end{array} \right. \end{equation*} \end{example} \noindent Tähelepanu väärib ka keskkond \ei{cases} lihtsama süntaksi tõttu: \begin{example} \begin{equation*} |x| = \begin{cases} -x, & \text{kui } x < 0,\\ 0, & \text{kui } x = 0,\\ x, & \text{kui } x > 0. \end{cases} \end{equation*} \end{example} Keskkonnaga \ei{array} saab moodustada maatrikseid\index{maatriks}, kuid parema lahenduse pakub \pai{amsmath} oma erinevate maatriksikeskkondadega. Neid on olemas kuus varianti eri piirajatega: \ei{matrix} (pole), \ei{pmatrix}~$($\,, \ei{bmatrix}~$[$\,, \ei{Bmatrix}~$\{$\,, \ei{vmatrix}~$\vert$ ja \ei{Vmatrix}~$\Vert$. Erinevalt keskkonnast \ei{array} ei ole vaja määrata veergude arvu. Maksimaalne veergude arv on 10, kuid see on seadistatav (kuigi 10 veergu just väga tihti vaja ei lähe!): \begin{example} \begin{equation*} \begin{matrix} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{matrix} \qquad \begin{bmatrix} p_{11} & p_{12} & \ldots & p_{1n} \\ p_{21} & p_{22} & \ldots & p_{2n} \\ \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\ p_{m1} & p_{m2} & \ldots & p_{mn} \end{bmatrix} \end{equation*} \end{example} \section{Vahed valemire\v{z}iimis} \label{sec:math-spacing} \index{vahe!valemis}\index{tühik!valemis} Kui \LaTeX i automaatselt valitud vahed valemi sees ei sobi, siis saab neid ise sättida spetsiaalseid vahekäske lisades: \ci{,} pikkusega $\frac{3}{18}\:\textrm{em}$ (\demowidth{0.166em}), \ci{:} pikkusega $\frac{4}{18}\: \textrm{em}$ (\demowidth{0.222em}) ja \ci{;} pikkusega $\frac{5}{18}\: \textrm{em}$ (\demowidth{0.277em}). Langjoonega tühik \verb*|\ | moodustab keskmise, sõnavahedega võrreldava pikkusega vahe ning \ci{quad} (\demowidth{1em}) ja \ci{qquad} (\demowidth{2em}) moodustavad pikemad vahed. Vahe \ci{quad} suurus sõltub tähe M laiusest kehtivas kirjas. Käsk \verb|\!|\cih{"!} moodustab negatiivse vahe pikkusega $-\frac{3}{18}\:\textrm{em}$ ($-$\demowidth{0.166em}). \begin{example} \begin{equation*} \int_1^2 \ln x \mathrm{d}x \qquad \int_1^2 \ln x \,\mathrm{d}x \end{equation*} \end{example} Diferentsiaali täht d tuleks standardi kohaselt kirjutada püstkirjas. Järgmises näites defineerime uue käsu \ci{ud} (püstine d), mis annab tulemuseks "`$\,\mathrm{d}$"' (enne tähte $\text{d}$ on vahe \demowidth{0.166em}), nii et meil pole iga kord vaja vahe üle muret tunda. Käsk \verb|\newcommand| pannakse preambulisse. % More on % \ci{newcommand} in section~\ref{} on page \pageref{}. To Do: Add label and % reference to "Customising LaTeX" -> "New Commands, Environments and Packages" % -> "New Commands". \begin{example} \newcommand{\ud}{\,\mathrm{d}} \begin{equation*} \int_a^b f(x)\ud x \end{equation*} \end{example} Mitmekordsete integraalide trükkimisel ilmneb, et vahed integraalimärkide vahel on liiga laiad. Neid võib korrigeerida käsuga \ci{"!}, kuid paketis \pai{amsmath} on olemas lihtsam võimalus vahede sättimiseks, nimelt käsud \ci{iint}, \ci{iiint}, \ci{iiiint} ja \ci{idotsint}. \begin{example} \newcommand{\ud}{\,\mathrm{d}} \begin{IEEEeqnarray*}{c} \int\int f(x)g(y) \ud x \ud y \\ \int\!\!\!\int f(x)g(y) \ud x \ud y \\ \iint f(x)g(y) \ud x \ud y \end{IEEEeqnarray*} \end{example} Üksikasju võib vaadata elektroonilisest dokumendist \texttt{testmath.tex} (tuleb kaasa \AmS-\LaTeX iga) või raamatu \companion{} peatükist~8. \subsection{Fantoomid} Joondades käskudega \index{^@\texttt{\^{}}}\verb|^| ja \index{_@\texttt{\_}}\verb|_| teksti vertikaalselt, on \LaTeX{} mõnikord veidi liiga abivalmis. Käsuga \ci{phantom} saab reserveerida ruumi märkide jaoks, mis lõppväljundis ei ilmu. Kõige lihtsam võimalus sellest aru saada on vaadata näidet: \begin{example} \begin{equation*} {}^{14}_{6}\text{C} \qquad \text{võrreldes} \qquad {}^{14}_{\phantom{1}6}\text{C} \end{equation*} \end{example} Kui on tarvis trükkida palju selliseid isotoope nagu näites, siis on pakett \pai{mhchem} väga kasulik nii isotoopide kui ka keemiliste valmite vormistamiseks. \section{Valemikirjade sättimine}\label{sec:fontsz} Mitmesuguseid valemikirju on loetletud tabelis~\ref{mathalpha} leheküljel \pageref{mathalpha}. \begin{example} $\Re \qquad \mathcal{R} \qquad \mathfrak{R} \qquad \mathbb{R} \qquad $ \end{example} \noindent Viimased kaks nõuavad paketti \pai{amssymb} või \pai{amsfonts}. Mõnikord on vaja \LaTeX ile teada anda õige kirjasuurus.\index{kirjasuurus} Valemire\v{z}iimis saab seda teha järgmise nelja käsuga: \begin{flushleft} \ci{displaystyle}~($\displaystyle 123$), \ci{textstyle}~($\textstyle 123$), \ci{scriptstyle}~($\scriptstyle 123$) ja \ci{scriptscriptstyle}~($\scriptscriptstyle 123$). \end{flushleft} Kui murru koosseisus esineb $\sum$, siis trükitakse see tekstistiilis, välja arvatud juhul, kui nõuda \LaTeX ilt vastupidist: \begin{example} \begin{equation*} P = \frac{\displaystyle { \sum_{i=1}^n (x_i-x) (y_i-y)}} {\displaystyle{\left[ \sum_{i=1}^n(x_i-x)^2 \sum_{i=1}^n(y_i-y)^2 \right]^{1/2}}} \end{equation*} \end{example} \noindent Üldiselt mõjutab stiilide muutmine suurte operaatorite ja rajade kujutamist. % This is not a math accent, and no maths book would be set this way. % mathop gets the spacing right. \subsection{Paksud sümbolid} \index{paksud sümbolid} \LaTeX is on päris raske saada valemitesse pakse sümboleid; see on arvatavasti meelega nii tehtud, sest amatöörkujundajad kipuvad neid üle kasutama. Kirjamuutmise käsk \ci{mathbf} küll annab paksud tähed, kuid need on püstkirjas, samas kui matemaatilised sümbolid on tavaliselt kursiivis, ja samuti ei tööta see väikeste kreeka tähtedega. On olemas käsk \ci{boldmath}, kuid seda saab kasutada ainult väljaspool valemire\v{z}iimi. Siiski töötab see ka sümbolitega: \begin{example} $\mu, M \qquad \mathbf{\mu}, \mathbf{M}$ \qquad \boldmath{$\mu, M$} \end{example} Pakett \pai{amsbsy} (sisaldub \pai{amsmath}is) ning ka pakett \pai{bm} komplektist Tools teevad selle palju lihtsamaks, sest defineerivad käsu \ci{boldsymbol}: \begin{example} $\mu, M \qquad \boldsymbol{\mu}, \boldsymbol{M}$ \end{example} \section{Teoreemid, lemmad, \ldots} Matemaatilisi dokumente kirjutades on arvatavasti vaja vormistada teoreeme, lemmasid, definitsioone, aksioome ja teisi analoogilisi struktuure. \begin{lscommand} \ci{newtheorem}\verb|{|\emph{nimi}\verb|}[|\emph{loendur}\verb|]{|% \emph{tiitel}\verb|}[|\emph{jaotis}\verb|]| \end{lscommand} \noindent Argument \emph{nimi} on lühike võtmesõna, mille järgi teoreemi identifitseeritakse. Argumendiga \emph{tiitel} määratakse teoreemi tegelik nimi, nagu see trükitakse lõppdokumendis. Nurksulgudes argumendid on valikulised. Mõlemad neist määravad teoreemiga seotud nummerduse. Argument \emph{loendur} on varem deklareeritud teoreemi \emph{nimi}. Uus teoreem nummerdatakse siis samas jadas. Argument \emph{jaotis} on liigendusüksus, mille piirides teoreemi number muutub.\pagebreak[3] Pärast dokumendi päises käsu \ci{newtheorem} täitmist võib kirjutada: \begin{code} \verb|\begin{|\emph{nimi}\verb|}[|\emph{lisatekst}\verb|]|\\ See on minu põnev teoreem.\\ \verb|\end{|\emph{nimi}\verb|}| \end{code} Paketi \pai{amsthm} (kuulub \AmS-\LaTeX i) käsk \ci{theoremstyle}\verb|{|\emph{stiil}\verb|}| võimaldab ette anda, mille kohta teoreem käib, valides ühe kolmest eeldefineeritud stiilist: \texttt{definition} (paks tiitel, püstkirjas sisu), \texttt{plain} (paks tiitel, kursiivis sisu) või \texttt{remark} (kursiivis tiitel, püstkirjas sisu). Nüüd peaks teooriat olema piisavalt. Järgmised näited peaksid hajutama viimasegi kahtluse ja tegema selgeks, et käsk \ci{newtheorem} on arusaamiseks kaugelt liiga keeruline. % actually define things \theoremstyle{definition} \newtheorem{seadus}{Seadus} \theoremstyle{plain} \newtheorem{kohus}[seadus]{Kohus} \theoremstyle{remark} \newtheorem*{marg}{Margaret} Kõigepealt defineerime teoreemid: \begin{verbatim} \theoremstyle{definition} \newtheorem{seadus}{Seadus} \theoremstyle{plain} \newtheorem{kohus}[seadus]{Kohus} \theoremstyle{remark} \newtheorem*{marg}{Margaret} \end{verbatim} \begin{example} \begin{seadus} \label{seadus:pink} Ära peida end kohtupingis! \end{seadus} \begin{kohus}[Kaksteist] See võid olla sina! Vaata ette ja loe seadust~\ref{seadus:pink}. \end{kohus} \begin{kohus} Sa ignoreerid viimast ütlust. \end{kohus} \begin{marg}Ei, ei, ei\end{marg} \begin{marg}Denis!\end{marg} \end{example} Teoreem \texttt{kohus} kasutab sama loendurit nagu teoreem \texttt{seadus}, seetõttu nummerdatakse teda samas jadas teiste "`seadustega"'. Nurksulgudes argumendiga määratakse teoreemi nimetus vms. \begin{example} \newtheorem{mur}{Murphy}[section] \begin{mur} Kui millegi tegemiseks on kaks viisi ja üks viis võib viia katastroofini, siis keegi kindlasti seda viisi kasutab. \end{mur} \end{example} Teoreem \texttt{Murphy} saab numbri, mis on seotud jooksva jaotisega. Liigendusüksus võib olla ka midagi muud, näiteks peatükk või alajaotis. Kes soovib oma teoreeme seadistada viimase punktini, sellele annab rohkelt võimalusi pakett \pai{ntheorem}. \subsection{Tõestused ja tõestuse lõpumärk} \label{sec:putting-qed-right}\index{tõestuse lõpumärk} Pakett \pai{amsthm} defineerib ka keskkonna \ei{proof}. \begin{example} \begin{proof} Triviaalne, kasuta valemit \begin{equation*} E=mc^2. \end{equation*} \end{proof} \end{example} Käsuga \ci{qedhere} saab viia tõestuse lõpumärgi mujale olukorras, kus see muidu jääks reale üksikuna. \begin{example} \begin{proof} Triviaalne, kasuta valemit \begin{equation*} E=mc^2. \qedhere \end{equation*} \end{proof} \end{example} Kahjuks ei tööta see keskkonnaga \ei{IEEEeqnarray}: \begin{example} \begin{proof} See on tõestus, mis lõpeb valemite massiiviga: \begin{IEEEeqnarray*}{rCl} a & = & b + c \\ & = & d + e. \qedhere \end{IEEEeqnarray*} \end{proof} \end{example} \noindent Selle põhjuseks on \ei{IEEEeqnarray} siseehitus: massiivist kummalegi poole lisatakse alati kaks nähtamatut veergu, mis sisaldavad ainult venivat ruumi. Nii kindlustab \ei{IEEEeqnarray}, et valemite massiiv on horisontaalselt joondatud keskele. Käsk \ci{qedhere} tuleks panna sellest venivast ruumist \emph{väljapoole}, kuid seda ei saa, sest need veerud on kasutajale nähtamatud. \enlargethispage{\baselineskip}% Leidub aga väga lihtne väljapääs: veniva ruumi võib ette anda otse! \begin{example} \begin{proof} See on tõestus, mis lõpeb valemite massiiviga: \begin{IEEEeqnarray*}{+rCl+x*} a & = & b + c \\ & = & d + e. & \qedhere \end{IEEEeqnarray*} \end{proof} \end{example} \noindent Argumendis \verb={+rCl+x*}= tähistab \verb=+= venivat ruumi, üks valemist vasakul (mille \ei{IEEEeqnarray} paneb automaatselt, kui seda pole määratud!) ja teine paremal. Kuid nüüd lisame paremale, \emph{pärast} venivat veergu tühja veeru \verb=x=. Seda veergu on vaja ainult viimases reas, kui sinna pannakse käsk \ci{qedhere}. Lõppu kirjutame veel \verb=*=\,, mis määrab null-ruumi, et \ei{IEEEeqnarray} ise teist soovimatut \verb=+=-ruumi ei lisaks. Valemite nummerdamisel esineb sarnane probleem. Kui võrdleme \begin{example} \begin{proof} See on tõestus, mis lõpeb nummerdatud valemiga: \begin{equation} a = b + c. \end{equation} \end{proof} \end{example} \noindent ja \begin{example} \begin{proof} See on tõestus, mis lõpeb nummerdatud valemiga: \begin{equation} a = b + c. \qedhere \end{equation} \end{proof} \end{example} \noindent siis näeme, et teises (õiges) variandis asub $\Box$ valemile palju lähemal kui esimeses variandis. Analoogiliselt, õige viis panna tõestuse lõpumärk nummerdatud valemite massiivi lõppu on järgmine: \begin{example} \begin{proof} See on tõestus, mis lõpeb valemite massiiviga: \begin{IEEEeqnarray}{+rCl+x*} a & = & b + c \\ & = & d + e. \\ &&& \qedhere\nonumber \end{IEEEeqnarray} \end{proof} \end{example} \noindent vastandina variandile \begin{example} \begin{proof} See on tõestus, mis lõpeb valemite massiiviga: \begin{IEEEeqnarray}{rCl} a & = & b + c \\ & = & d + e. \end{IEEEeqnarray} \end{proof} \end{example} % % Local Variables: % TeX-master: "lshort" % mode: latex % mode: flyspell % End: