Specializarea: Matematic a si Informatic a Aplicat a n Inginerie [624946]
UNIVERSITATEA POLITEHNIC A DIN BUCURES TI
Facultatea de S tiint e Aplicate
Specializarea: Matematic a si Informatic a Aplicat a ^ n Inginerie
APROBAT DECAN,
Prof. Univ. Dr. EMIL PETRESCU
STRUCTURI COMPLEXE ^IN
LATEX
Coordonator stiint ic, ABSOLVENT: [anonimizat] avan Ofelia-Elena
BUCURES TI 2017
Cuprins
1 Introducere ^ n LATEX 2
1.1 Modul paragraf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2 Utilizarea cadrelor ^ n T EX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.2.1 Cadre specice modului paragraf . . . . . . . . . . . . 8
2 Operatori 15
2.1 Cadrul tabular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.2 Cadrul array . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.3 Cadrul equation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.4 Cadrul eqnarray . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3 Elemente de baz a ^ n pachetul graphix 30
3.1 Segmente de dreapt a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.2 Cercuri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.3 Vectori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4 Elemente de baz a ^ n pachetul tikz 36
4.1 Segmente de dreapt a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4.2 Cercuri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.3 Vectori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
5 Structuri complexe realizate cu ajutorul pachetelor graphix
sitikz 41
5.1 Curbe B ezie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
5.2 Triunghiuri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
5.3 P atrat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
5.4 Romb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
5.5 Dreptunghi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
5.6 Paralelogram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
5.7 Trapez . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
5.8 Piramid a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
5.9 Cub . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
1
1 Introducere ^ n LATEX
TEX este un program de redactare a textelor si a formulelor matematice.
El a fost creat de renumitul informatician si matematician american Donald
Knuth ^ n anul 1977.
LATEX este un pachet de macrouri construit pentru programul T EX ce
aduce ^ mbun at at iri ^ n ce prive se calitatea si u surint a de redactare. LATEX
este interfat a acestuia si a fost elaborat a de Leslie Lamport ^ n anul 1984,
devenind ^ n timp principala metod a pentru programarea ^ n T EX. Datorit a
capacit at ilor de a programa ^ n am anunt orice aspect care t ine de publicarea
unui material (articol, carte, tratat, bro sur a), LATEX este folosit ^ n general ^ n
mediul academic de matematicieni, ingineri, etc. dar si ^ n mediul comercial,
datorit a costurilor reduse de utilizare (LATEX si T EX ind gratuite).
Cea mai des ^ nt^ alnit a ^ ntrebare se refer a la preferint a utilizatorilor de
a redacta ^ n T EX si nu ^ n Microsoft Oce Word. Ca r aspuns la aceast a
^ ntrebare furniz am doar c^ ateva argumente:
^ n LATEX scrierea formulelor matematice este mult mai u soar a;
se pot genera cu u surint a structurile complexe (e.g., bibliograe, note
de subsol, liste cu tabele, notarea relat iilor matematice);
se poate folosi ^ n orice sistem de operare;
majoritatea revistelor stiint ice primesc numai articole scrise ^ n LATEX ;
se poate folosi pentru prezent ari cu beamer sau slide-uri, CV, pentru
c art i, note muzicale, etc.;
O caracteristic a a program arii ^ n T EX este aceea c a rezultatul propriu-
zis nu se poate vizualiza imediat, ^ n acela si sier de lucru, ind necesar a
deschiderea unui sier adit ional care se creeaz a automat.
Dar, ca oricare program pe care ^ l utiliz am, acesta are si c^ ateva dezavan-
taje. S i anume:
uneori este destul de dicil s a obt inem un anumit rezultat (decient a
ce apare, de altfel, la orice program);
pentru a pre^ nt^ ampina adunarea mai multor gre seli de redactare este
indicat s a rul am la intervale scurte de timp ( sierul se salveaz a automat
dup a ecare rulare).
2
Preambulul unui sier LATEX poate format din urm atoarele p art i:
1.ndocumentclass[ opt iuni ]fstilg.
Aceasta este prima linie de comand a ce apare ^ n orice sier .tex. Are
dou a argumente: opt iuni sistil .
Opt iunile difer a ^ n funct ie de stiluri si reprezint a o parte care poate
nement ionat a. Aici se pot preciza anumite caracteristici (formatul
paginii, m arimea fontului, modul de aranjare ^ n pagin a a ecuat iilor).
Partea obligatorie este fstilg si arat a tipul de document ce urmeaz a s a
e creat. Stilurile pot : book, report, article, letter, slide sau beamer.
Stilul book este caracteristic documentelor de tip carte deoarece per-
mite o organizare specic a, utiliz^ and capitole sau p art i. Acestea ^ ncep
(^ n mod predenit) doar pe paginile impare (eventual l as^ and pagina
anterioar a liber a). O alt a caracteristic a a acestui stil este aceea c a
antetul paginilor este diferent iat la pagin a par a/impar a.
Stilul report este folosit la furnizarea de rapoarte. S i acest stil permite
organizarea pe capitole, dar spre deosebire de stilul book capitolele pot
^ ncepe si pe pagin a par a, nu doar pe pagina impar a. De asemenea, are
antet care nu este diferent iat pentru paginile pare, respectiv impare.
Stilul article este caracteristic redact arii textelor cu cont inut stiint ic
deoarece nu permite organizarea pe capitole, iar antetele sunt goale,
ceea ce ^ nseamn a c a utilizatorul le poate completa dup a necesit at i.
Spre deosebire de celelalte stiluri, acesta permite inserarea unor p art i
speciale (bibliograe, index,etc.).
Stilul letter este specic scrisorilor ociale care au format x, deoarece
permite pozit ionarea corect a ^ n pagin a a informat iilor legate de expe-
ditor, destinatar, funct ia lor, data emiterii, etc.
Stilul slide sau beamer folosit pentru realizarea unor prezent ari.
2.ntitlefTitlulg
Aceasta este o alt a component a a preambulului unui sier T EX , ind o
parte opt ional a, ce se activeaz a prin comanda nmaketitle care trebuie
s a apar a imediat dup a linia de comand a nbeginfdocumentg.
3.ndatefDatag
3
Aceasta este tot o comand a optional a care ne furnizeaz a data curent a,
iar dac a ^ ntre cele dou a acolade nu se insereaz a nimic sierul .dvi nu
ne va furnizeaz a data. Dac a nu utiliz am nicio instruct iune dup a linia
de comand a, ^ n sierul .dvi se returneaz a data curent a.
4.nbeginfdocumentg
nendfdocumentg
^In acest mod se anunt a^ nceputul si respectiv sf^ ar situl textului. Document
este cadru obligatoriu pentru orice sier T EX.^In el sunt cuprinse lini-
ile de comand a ce conduc la realizarea sierului .dvi. Orice comand a
inserat a dup a comanda nendfdocumentgnu va luat a ^ n considerare
de compilator.
TEX permite utilizarea a dou a moduri de scriere:
modul paragraf (implicit);
modul matematic.
Exist a comenzi care sunt valabile doar ^ n unul dintre cele dou a moduri.
Tranzit ia de la un mod la cel alalt se realizeaz a prin utilizarea unor comenzi
specice cum ar $ $, sau cadre matematice. ^In cadrul modului paragraf,
formulele matematice se delimiteaz a prin inserarea a dou a caractere $.
1.1 Modul paragraf
Modul paragraf este modul implicit de scriere al programului T EX si cuprinde
mai multe caracteristici.
Tipul fontului ^ n tehnoredactarea computerizat a si graca pe calculator
se dene ste ca ind un set complet de caractere av^ and aceea si unitate ti-
pograc a si acela si stil, corp tipograc si grosime. LATEX pune la dispozit ie
mai multe tipuri de font:
nrm – roman – acesta este implicit;
nbf -bold – ^ ngro sarea cuvintelor;
nit -italic – literele sunt ^ nclinate de la st^ anga la dreapta, se apropie
mai mult de scrisul de m^ an a, iar distant ele dintre caractere sunt mai
condensate;
4
nsl -^ nclinat – ^ nclinarea cuvintelor spre dreapta;
nsf -sans serif – este caracteristic ziarelor si revistelor, deoarece permite
economisirea spat iului;
nsc -small capitals – scris cu majuscule de dimensiune redus a;
ntt -type writer – folosit cel mai des pentru redactarea documentelor,
a sa numita "redactare la ma sina de scris";
nmathcal -Caligrafic – ce poate utilizat doar ^ n modul matematic.
Dac a utilizatorul dore ste s a foloseasc a un alt font dec^ at cel roman, care este
implicit, trecerea la fontul dorit se poate realiza utiliz^ and una din um atoarele
dou a metode:
1. Textul care se dore ste a ap area ^ n noul font se insereaz a ^ ntre dou a
acolade, prima dintre ele ind urmat a imediat de comanda nfont, astfel:
fnfont textg. Exemplu:fnitTipuri de fontg;
2. Folosim comanda nfont pentru a insera tipul de font pe care dorim s a ^ l
utiliz am dup a care scriem textul, iar pentru a reveni la fontul implicit
folosim comandanrm, astfel:
nfont nou
text
nrm pentru a reveni.
Exemplu:nitTipuri de fontnrmAm revenit la tipul roman.
Un dezavantaj al acestui mod de schimbare a fontului este faptul c a trebuie
s a avem ^ n vedere revenirea la fontul init ial.
LATEX pune la dispozit ie mai multe dimensiuni ale fontului, precum:
5pt -ntiny;
7pt -nscriptsize;
8pt -nfootnotesize;
10pt -nnormalsize (implicit);
12pt -nlarge;
5
14pt -nLarge;
20pt -nhuge;
25pt -nHuge.
Pentru a modica m arimea fontului de la cea de 10 pt, care este implicit a,
la o alt a dimensiune dorit a de utilizator se poate folosi una din urm atoarele
dou a metode:
1. Textul a c arui dimensiune se dore ste a modicat a se insereaz a ^ ntre
dou a acolade, prima dintre ele ind urmat a imediat de comanda
ndimensiune, astfel: fndimensiune textg.
Exemplu:fntiny Schimb am m arimea fontului g;
2. Folosim comanda ndimensiune pentru a insera dimensiunea pe care
dorim s a o utiliz am dup a care scriem textul, iar pentru a reveni la
dimensiunea implicit a folosim comanda nnormalsize, astfel:
ndimensiune nou a
text
nnormalsize pentru a reveni.
Exemplu:nlargeSchimb am m arimea fontului nnormalsize Am
revenit la m arimea normal a.
Spat ierea pe orizontal a se poate realiza cu ajutorul mai multor instruct iuni:
n, – impune un spat iu liber;
– fort eaz a un spat iu liber mai mic decat n,;
nquad – fort eaz a un spat iu liber de 6 ori mai mare dec^ at n,;
nqquad – fort eaz a un spat iu liber de 10 ori mai mare dec^ at n,.
Pentru apropiera caracterelor avem comanda $ n!$, iar pentru ambele
situat ii (apropiere si dep artare),^ n funct ie de x, avem comanda:nhspacefxcmg
– care impune o distant a egal a cu cea indicat a ^ ntre acolade p^ an a la cuv^ antul
imediat urm ator. Dac a xeste negativ efectul este de apropiere a cuv^ antului
urmator de cuv^ antul care percede linia de comand a. Unitatea de m asur a
trebuie neap arat precizat a.
6
Toate aceste comenzi sunt active at^ at ^ n modul paragraf, c^ at si ^ n cel
matematic, cu except ia comenzii $ n!$, care funct ioneaz a doar^ n modul matem-
atic.
Spat ierea pe vertical a se poate realiza astfel:
Pentru distant area r^ andurilor ^ ntre ele putem folosi una din urm atoarele
comenzi:
nsmallskip – pentru o distant iere mai mic a;
nmedskip – pentru o distant iere medie;
nbigskip – pentru o distant iere mai mare.
Sau putem folosi comanda nvspacefxcmg- care impune scrierea r^ andului
care urmeaz a la o distant a egal a cu cea indicat a ^ ntre acolade. Dac a xeste
negativ efectul este de apropiere a r^ andului urm ator de r^ andul care precede
linia de comand a. Unitatea de m asur a trebuie neap arat precizat a.
Pentru gestionarea r^ andurilor si paginilor sunt disponibile mai multe
comenzi, dup a cum urmeaz a:
Trecerea de pe un r^ and pe cel alalt la un moment dorit de utilizator se
poate realiza cu una dintre comenzile: nlinebreak saunnewline. Efectul
contrar se realizeaz a cu linia de comand a nnolinebreak. De exemplu, trecerea
pe un r^ and nou ^ n momentul dorit de utilizator se obt ine folosind comanda
nlinebreak saunnewline: LATEX este un limbaj de
tehnoredactare, de fapt un compilator.
Pentru scrierea pe o pagina nou a se utilizeaz a una din comenzile ur-
matoare:nnewpage saunpagebreak, iar efectul contrar se obt ine folosind
comandannopagebreak.
Anumite caractere act ioneaz a ^ n sine ca linii de comand a, sunt simboluri
rezervate ^ n modul paragraf. Simpla lor tastare nu are ca efect tip arirea
caracterului respectiv. Enumer am c^ ateva dintre acestea:
1. $ – el marcheaz a trecerea de la modul paragraf la cel matematic. Se
neutralizeaz a efectul cu n$ ;
2.n- pentru a ne a sa semnul nfolosim comanda $ nbackslash$ ;
3.f sig- perechea de acolade delimiteaz a un anumit mod de editare de
restul textului, un macrou sau cadru, si apare doar ca pereche. Se
neutralizeaz a efectul cu nf sing;
7
4. % – are ca efect anularea tuturor intruct iunilor ce urmeaz a de pe
acela si r^ and cu ea (se comenteaz a), iar efectul se neutralizeaz a folosind
comandan%;
5.<- simpla tastare ne va a sa semnul <, iar pentru neutralizarea efectului
folosim $<$ ;
6.>- simpla tastare ne va a sa semnul >, iar pentru neutralizarea efec-
tului folosim $ >$ ;
7. & – este un separator utilizat ^ n cadrul tabular, iar pentru a sarea
semnului ^ n sine folosim n& ;
1.2 Utilizarea cadrelor ^ n T EX
Prin cadru se int elege o unitate ^ n interiorul c aruia se pot scrie comenzi
specice ei, av^ and un rezultat predenit.
LATEX pune la dispozit ia utilizatorului mai multe tipuri de cadre, aces-
tea av^ and ca scop delimitarea unor entit at i, precum ecuat ii, tabele, versuri,
guri, etc.
Toate cadrele ^ ncep si se termin a astfel:
nbeginfnume cadrug
text
nendfnume cadrug
^In continuare sunt prezentate unele din cadrele puse la dispozit ie de
LATEX, ele reprezent^ and facilit at i ce permit crearea ^ n LATEX .
1. Cadrul document
nbeginfdocumentg
text
nendfdocumentg
Singurul cadru obligatoriu pentru un sier T EX este cadrul document.
1.2.1 Cadre specice modului paragraf
Amintim c^ ateva cadre specice modului implicit
8
2. Cadrul quotation
nbeginfquotationg
text
nendfquotationg
Acest cadru este utilizat pentru evident ierea unui citat mai mare, care
este compus din mai multe paragrafe. Marginile cadrului sunt indentate
la st^ anga si la dreapta. Textul este aliniat (justied) la aceste margini
si paragrafele sunt indentate. O linie liber a ^ n text genereaz a un nou
paragraf.
Exemplu:
"C^ and, dup a r azboi, Moromete deveni proprietar, el tr aia
at^ at de deplin bucuria de a sc apat de mo sier, ^ nc^ at nu bag a
de seam a c a unii nu se mai g^ andeau de mult la asta, ci la
cu totul altceva: La ce anume? S a fac a comert ! A sadar, cu
cereale si s a c^ a stige bani! S i cu banii ce s a fac a? S a pl ateasc a
impozitele!
Asta era ceva de r^ as, cum de nu vedeau? Ce ciudat, unde
ajunseser a! ^ n sf^ ar sit, e si comert , dar s a m ^ nt ele si c a nu
asta e scopul…"1
3. Cadrul quote
nbeginfquoteg
text
nendfquoteg
Cadrul quote este asem an ator cadrului quotation, dar este folosit pen-
tru evident ierea unor citate mai scurte, care cuprind doar un singur
paragraf sau unor secvent e de citate scurte, ind separate prin linii
goale. Marginile din st^ anga si din dreapta sunt indentate, iar textul
este aliniat la ambele margini.
Exemplu:
"Dac a vrei s a faci din aceast a lume un loc mai bun, trebuie s a
te uit i ^ n primul r^ and la tine ^ nsut i si s a te schimbi. ^Incepe cu
persoana care se re
ect a la tine ^ n oglind a – cu tine ^ nsut i!"2
1Moromet ii, Vol.I, Marin Preda, anul 2016, editura Cartex
2Democrit
9
4. Cadrul verse
nbeginfverseg
text
nendfverseg
Este un cadru specic poeziilor, deoarece permite uniformizarea mod-
ului ^ n care apar distant ate versurile fat a de marginile paginii, sau
spat ierea dintre dou a strofe. Versurile se despart prin nn, cu except ia
ultimului vers din strof a care se marcheaz a printr-un r^ and liber.
Exemplu:
C a n-am s a pot purta ^ n larg de t ar a
Icoanele ce azi le am ^ n g^ and;
C^ and sub un deal opait tremur^ and…
Tu, satule, r am^ ai o ulicioar a
^In care-am ^ ngropat pe ve snicie
At^ ata clocot din copil arie…
C^ antec de departe , Gh. N. Jacot a
Glasul nostru , Anul I, nr. 6-7, Ianuarie 1931
5. Cadrul
ushright
nbeginf
ushrightg
text
nendf
ushrightg
Acest cadru pozit ioneaz a textul din interior^ n partea din dreapta paginii.
Trecerea la r^ and nou se face prin nn.
Exemplu:
LATEX
6. Cadrul center
nbeginfcenterg
text
nendfcenterg
Acest cadru pozit ioneaz a textul din interior^ n partea din centrul paginii.
Trecerea la r^ and nou se face prin nn.
Exemplu:
10
LATEX
7. Cadrul
ushleft
nbeginf
ushleftg
text
nendf
ushleftg
Acest cadru pozit ioneaz a textul din interior^ n partea din st^ anga paginii.
Trecerea la r^ and nou se face prin nn. Exemplu:
LATEX
8. Cadrul itemize
nbeginfitemizeg
nitem[etichet a]text1
nendfitemizeg
Este un cadru specic enumer arilor, ecare entitate enumerat a ind
marcat a prin linia de comand a nitem, urmat a opt ional de o etichet a.
Textul entit at ii respective apare scris ^ n continuarea comenzii nitem
[etichet a], sf^ ar situl entit at ii ind marcat prin o nou a comand a nitem sau
prinnendfitemizeg. Fiecare item apare aliniat^ n sierul .dvi. Dac a este
specicat a o etichet a aceasta apare la^ nceputul itemului corespunz ator.
^In general etichetele sunt obiecte matematice, deci se trec ^ ntre $. Dac a
nu specic am nicio etichet a, itemizarea se face cu . Un dezavantaj al
acestui cadru este c a nu permite utilizarea altei itemiz ari ^ n interiorul
s au.
Exemple:
1. Algoritmul euclidian pentru calcularea celui mai mic divizor comun
a dou a numere a;b2Z+const a ^ n urm atorii pa si:
nbeginfitemizeg
nitem $a0 =nmax(a;b)$; $a1 =nmin(a;b)$;iar$i= 1$:
nitem[$nstar$] Dac a $ai= 0$;atunci $afi 1g=gcd(a;b)$:
nitem[$ndiamondsuit $] Dac a $ainne0$;se^ mparte $afi 1g$la$ai$;
$ndisplaystyleffafi 1ggnoverfaigg$ siseobt ine $afi 1g=qai+
r$:
nitem Se ^ nlocuie ste $ i$cu$i+ 1$:
nitem[$nspadesuit $] $ai$ prime stevaloarea $ai=r$:
11
nitem Se ^ ntoarcelapasul $nstar$:
nendfitemizeg, ce are ca rezultat:
a0= max(a;b);a1= min(a;b), iari= 1.
?Dac aai= 0, atunci ai 1=gcd(a;b).
}Dac aai6= 0, se ^ mparte ai 1laai,ai 1
ai si se obt ine ai 1=qai+r.
Se ^ nlocuie ste icui+ 1.
aiprime ste valoarea ai=r.
Se ^ ntoarce la pasul ?.
2. Funct ia distant a D, denit a peZn
2Zn
2cu valori ^ nR, satisface
urm atoarele propriet at i:
nbeginfitemizeg
nitem$D(v;w) = 0$pentru oricare $vninnmathbbfZg2^n$;
nitemFie $v;wninnmathbbfZg2^n$;dac a $D(v;w) = 0$;atunci $v=
w$;
nitem$D(v;w) =D(w;v)$pentru oricare $v;wninnmathbbfZg2^n$;
nitem$D(v;w)nleD(v;u) +D(u;w)$;pentru oricare $u;v;wnin
nmathbbfZg2^n$:
nendfitemizeg, av^ and drept consecint e urm atoarele propriet at i:
D(v;w) = 0, pentru oricare v2Zn
2;
Fiev;w2Zn
2, dac aD(v;w) = 0, atunci v=w;
D(v;w) =D(w;v), pentru oricare v;w2Zn
2;
D(v;w)D(v;u) +D(u;w), pentru oricare u;v;w2Zn
2.
3.
nbeginfitemizeg
nitem[$ndiamondsuit $] $x:=a+b; $
nitem $x:= 0:$
nitem [$nheartsuit $] $x=nlog3ndisplaystyleffnsqrt3ncdot3^
fnover4ggnoverfnsqrt[3]f81ggg; $
nitem [$nstar$]$x=ndisplaystylef2^f16gnover256g; $
nitem[$nspadesuit $]$x=nlimnlimitsfxntoninftygndisplaystyle
12
ffndisplaystylef1noverfncos^2x 1gggnoverf1 ncosxgg; $
nitem[$nclubsuit $]$x=ndisplaystylef1 +ndisplaystylef1nover6g
nover3g; $
nendfitemizeg, ce are ca rezultat:
}x=a+b;
x= 0;
~x= log3p
335
4
3p
81;
? x=216
256;
x= lim
x!11
cos2x 1
1 cosx;
|x=1 +1
6
3;
9. Cadrul enumerate
nbeginfenumerateg
nitem text1
nitem text2
nendfenumerateg
Este un cadru specifc enumer arilor, ecare entitate ap ar^ and dup a linia
de comand anitem. Nu exist a comand a opt ional a pentru etichete, ele
ind predenite. Spre deosebire de cadrul itemize , acest cadru permite
utilizarea altei enumer ari ^ n interiorul s au, p^ an a la nivelul patru de
ad^ ancime. Fiecare item este evident iat ^ n mod predenit ^ n funct ie
de nivelul de ad^ ancime, astfel: primul nivel cu cifre arabe, al doilea
nivel cu litere mici ale alfabetului latin, al treilea nivel si respectiv al
patrulea cu cifre romane mari, respectiv mici. Un dezavantaj al acestui
cadru este faptul c a ^ nceputul ec arui item (numerotarea acestuia) este
predenit si nu poate s a e impus de utilizator prin folosirea etichetei.
Exemplu:
nbeginfenumerateg
nitem for $a$from 1to$n$do
13
nbeginfenumerateg
nitem $a:=a+ 1$
nitem $b:=a$
nitem $c:=a+ 1$
nitem for $x$from $a$to$n$
nbeginfenumerateg
nitem $y:=x$
nitem $x:=z$
nitem $z:=y$
nendfenumerateg
nitem end:
nendfenumerateg
nitem end:
nendfenumerateg, ce produce urm atorul rezultat:
1. forafrom 1 tondo
(a)a:=a+1
(b)b:=a
(c)c:=a+1
(d) forxfromaton
(i)y:=x
(ii)x:=z
(iii)z:=y
(e) end.
2. end.
Avem un cadru care este specic ambelor moduri, si anume, cadrul tab-
ular. Datorit a utiliz arii sale mai frecvente ^ n modul matematic vom vorbi
despre el ^ n capitolul urm ator.
Dintre cadrele importante specice modului matematic ment ion am doar
c^ ateva, ele urm^ and a studiate ^ n detaliu ^ n capitolul urm ator:
cadrul tabular;
cadrul array;
cadrul equation;
cadrul eqnarray.
14
2 Operatori
Modul matematic folose ste, ^ n mod extensiv, operatori de diverse tipuri:
relat ionali, biniari, mari, de negat ie, de tip s ageat a.
Operatorii relat ionali sunt trecut i ^ n revist a, pe scurt, ^ n tabelul urm ator:
Nr.Crt. Comanda Simbol
1. = =
2. $<$ <
3. $nle$
4. $>$ >
5. $nge$
6. $nin$2
7. $nsubset$
8. $nsubseteq$
9. $nsupset$
10. $nsupseteq$
11. $nsim$
12. $nsimeq$'
13. $napprox$
14. $nll$
15. $ngg$
16. $nni$3
17. $nperp$?
18. $nparallel$k
19. $nequiv$
20. $nprec$
21. $npreceq$
22. $nsucc$
23. $npreceq$
24. $ncong$=
15
Operatorii biniari sunt prezentat i, pe scurt, ^ n tabelul care urmeaz a:
Nr:Crt:Comanda Simbol
1: + +
2:
3: $ncdot$
4: $ncup$ [
5: $nvee$ _
6: $ncap$ \
7: $nwedge$ ^
8: $notimes$
9: $nominus$
10: $noplus$
11: $nodot$
12: $ntimes$
13: $nast$
14: $npm$
15: $nmp$
16: $ntriangleleft$ /
17: $ntriangleright$ .
18: $ndiamondsuit$ }
19: $nspadesuit$
20: $nclubsuit$ |
21: $nheartsuit$ ~
22: $ndiv$
23: $nbullet$
24: $ndagger$ y
25: $nddagger$ z
26: $ncirc$
16
Operatorii mari sunt operatorii a c aror m arime,^ n modul implicit, dep a sesc
l at imea r^ andului. Urm atorul tabel va cont ine, cei mai important i operatori
mari:
Nr:Crt:Comanda Simbol
1: $nint$R
2: $ninta^b$Rb
a
3: $nintnlimits a^b$bR
a
4: $noint$H
5: $nsum$P
6: $nsumfi = 1g^n$Pn
i=1
7: $nsumnlimitsfi = 1g^n$nP
i=1
8: $nprod$Q
9: $nprodfi = 1g^n$Qn
i=1
10: $nprodnlimitsfi = 1g^n$nQ
i=1
11: $nbigoplus$L
12: $nbigotimes$N
13: $nbigodot$J
14: $ncoprod$`
15: $nbigcap$T
16: $nbigcup$S
17: $nbigvee$W
18: $nbigwedge$V
19: $nbiguplus$U
17
Operatorii de negat ie sunt trecut i, pe scurt, ^ n tabelul urm ator:
Nr:Crt:Comanda Simbol
1: $nnotnin$62
2: $nne$ 6=
3: $nnotnsim$6
4: $nnotnperp$6?
5: $nnotnsubset$6
6: $nnotnequiv$6
7: $nnotnsupset$6
8: $nnless$
9: $nngtr$
10: $nnleq$
11: $nngeq$
12: $nnleqq$
13: $nngeqq$
14: $nnsubseteq$ *
15: $nnsupseteq$ +
16: $nnsubseteqq$ "
17: $nnsupseteqq$ #
18: $nnparallel$ ,
19: $nncong$
20: $nnprec$
21: $nnsucc$
22: $nnpreceq$
23: $nnsucceq$
24: $nnRightarrow$ ;
25: $nnLeftarrow$ :
26: $nnLeftrightarrow$ <
27: $nntriangleleft$ 6
28: $nntriangleright$ 7
18
^In urm atorul tabel vom trece, pe scurt, operatorii de tip s ageat a:
Nr:Crt:Comanda Simbol
1: $nrightarrow$ !
2: $nleftarrow$
3: $nRightarrow$ )
4: $nLeftarrow$ (
5: $nleftrightarrow$ $
6: $nLeftrightarrow$ ,
7: $nrightrightarrows$
8: $nleftrightarrows$
9: $nrightleftarrows$
10: $nleftrightarrows$
11: $nnLeftarrow$ :
12: $nnRightarrow$ ;
13: $nnLeftrightarrow$ <
14: $ncirclearrowleft$
15: $ncirclearrowright$
16: $nhookrightarrow$ ,!
17: $nhookleftarrow$ –
18: $nrightharpoonup$ *
19: $nleftharpoonup$ (
20: $nleftharpoondown$ )
21: $nrightharpoondown$ +
22: $nleftrightharpoons$
23: $nrightleftharpoons$
24: $nmapsto$ 7!
25: $nto$ !
26: $ndashrightarrow$ 99K
27: $ndashleftarrow$ L99
28: $nuparrow$ "
29: $ndownarrow$ #
30: $nsearrow$ &
31: $nswarrow$ .
32: $nnearrow$ %
33: $nnwarrow$ –
19
Capitolul 2. Cadre matematice si structuri complexe
Cadrele matematice sunt entit at i ce, ^ n principal, permit realizarea unor
tabele sau diagrame. Vom descrie, ^ n continuare, c^ ateva cadre importante
specice modului matematic.
2.1 Cadrul tabular
nbeginftabulargfformatg
text
nendftabularg
Cadrul tabular este utilizat pentru scrierea tabelelor si este caracteristic
at^ at modului paragraf, c^ at si celui matematic. Comanda fformatgse refer a
la informat iile care precizeaz a num arul de coloane ce alc atuiesc tabelul, alin-
ierea textului (st^ anga, dreapta sau centrat) pentru ecare coloan a, precum si
informat ii legate de existent a liniilor verticale care separ a sau nu coloanele.
Drept comenzi specice, enumer am urm atoarele:
nhline – ce are ca efect trasarea unei linii orizontale pe toat a suprafat a
^ ntregului tabel;
nclinefi-jg- impune trasarea unei linii orizontale de la coloana i la
coloana j;
& – separ a elementele a dou a coloane diferite;
nmulticolumnfnum argfformatgftextg- formeaz a o cutie orizontal a ^ n
care verticalele nu apar. Num ar simbolizeaz a num arul de coloane peste
care se ^ ntinde cutia orizontal a, format precizeaz a modul de aliniere a
textului ^ n cutia orizontal a si eventualele linii verticale care pot ap area
^ n p art ile din st^ anga si din dreapta ale cutiei, iar text se refer a la
partea care se scrie efectiv ^ n cutia orizontal a.
Exemple:
1. Primul exemplu arat a modul de utilizare a cadrului pentru tabelul
de semn al unei anumite funct ii. Comanda de redenire a l at imii liniilor
tabelului,fnrenewcommandfnarraystretchgfdistan t ageste necesar a pen-
tru evitarea suprapunerii cifrelor peste liniile orizontale:
fnrenewcommandfnarraystretchgf1:7g
nbeginfcentergnn
20
nbeginftabulargfcjccccccccgnn
$x$&$ ninfty $&&$f1gnoverf2g$&&$f4gnoverf3g$&&$ninfty $nn
nhline $ 3x+ 4$&$ + $&$ + $&$ + $&$ + $&0&$ $&$ $nn
nhline $2x 1$&$ $&$ $&0&$ + $&$ + $&$ + $&$ + $ nn
nhline $ndisplaystyleff 3x+4gnoverf2x 1gg$&$ $&$ $&$nvert$&$+
$&0&$ $&$ $nn
nendftabularg
nendfcenterg, av^ and urm atorul rezutat:
x 11
24
31
3x+ 4 + + + + 0
2x 1 0 + + + +
3x+ 4
2x 1 j + 0
2. Exemplul urm atorul prezint a un tabel caracteristic statisticii matem-
atice:
nbeginfcenterg
nbeginftabulargfjcjcjcjcjg
nhline
nmulticolumnf2gfjcjgfSect iuneaIg
&nmulticolumnf2gfjcjgfSect iuneaIIgnn
nhline
Punctaje &Num ar de studen t i&Punctaje &Num ar de studen t inn
nhline
50 59&3&40 49&2nn
nhline
60 69&16&50 59&15$nn
nhline
70 79&22&60 69&16nn
nhline
80 89&7&70 79&4nn
nhline
nendftabularg
nendfcenterg, av^ and urm atorul rezutat:
21
Sect iunea I Sect iunea II
Punctaje Num ar de student i Punctaje Num ar de student i
50 59 3 40 49 2
60 69 16 50 59 15
70 79 22 60 69 16
80 89 7 70 79 4
3. Acest exemplu va ilustra un sir de polinoame :
nbeginfcenterg
nbeginftabulargfcjcjcjcjcjcjcjg
&$X^n$&
$X^fn 1g$&
$X^fn 2g$&
$nldots $&
$X^1$&
$X^0$
&
$an$&
$afn 1g$&
$afn 2g$&
$nldots $&
$a1$&
$a0$
nhline
a&
$an$&
$afn 1g+abfn 1g$&
$afn 2g+abfn 2g$&
$nldots $&
$a1 +ab1$&
$a0 +ab0$
nhline
&
$bfn 1g$&
$bfn 2g$&
$bfn 3g$&
$nldots $&
$b0$&
22
$r$
nendftabularg
nendfcenterg, ce produce urm atorul rezultat:
XnXn 1Xn 2:::X1X0
anan 1 an 2:::a1a0
aanan 1+abn 1an 2+abn 2:::a1+ab1a0+ab0
bn 1bn 2 bn 3:::b0r
2.2 Cadrul array
$nbeginfarraygfformatg
formul a
nendfarrayg$
Acest cadru poate utilizat doar ^ n modul matematic. Se folose ste cel
mai des la scrierea sirurilor si tabelelor matematice de tip matriceal. Format
descrie num arul de coloane si alinierea elementelor, ind compus, de regul a,
din secvent e de caractere (pentru ecare comand a c^ ate unul), prin care este
indicat a pozit ia elementelor ^ n coloan a:
c(centered) – centrat;
l(left) – aliniat la st^ anga;
r(right) – aliniat la dreapta.
Cont inutul unei coloane, ^ n cadrul array , este separat de urm atoarea coloan a
prin folosirea simbolului &. Fiecare linie de comand a scris a ^ n interiorul
cadrului trebuie terminat a cu secvent a de simboluri nn.
Exemple de utilizare a acestui cadru:
1. Un exemplu simplu de diagram a realizat a cu ajutorul acestui cadru:
$$nbeginfarraygfcccg
nXi&nstackrelfnscriptstyleniotagfnhboxfnLarge $nlongrightarrow $gg&
nUpsilonnn
nvarpinBigndownarrow &&nBigndownarrowfnscriptstylenchignn
nTheta &nstackrelnzetafnhboxfnLarge $nlongrightarrow $gg&nSigmann
nendfarrayg$$ , ce are ca rezultat:
23
!
$??y??y
!
2.
$$nbeginfarraygfllga=bq1;&nvarphi (r1)<nvarphi (b);nn
b=r1q2 +r2;&nvarphi (r2)<nvarphi (r1);nn
nvdots &nvdotsnn
rfn 2g=rfn 1gqn+rn;&nvarphi (rn)<nvarphi (rfn 1g);nn
rfn 1g=rnqfn+ 1g;&rfn+ 1g= 0:
nendfarrayg$$, av^ and ca rezultat:
a=bq1; ' (r1)<'(b);
b=r1q2+r2; ' (r2)<'(r1);
……
rn 2=rn 1qn+rn; '(rn)<'(rn 1);
rn 1=rnqn+1; r n+1= 0:
3.
$$nbeginfarraygfcccccg
F(X)nstackrelfnvarphi (X)gfnhboxfnLarge $nlongrightarrow $gg&
G(X)&nstackrelfnpsi(X)gfnhboxfnLarge $nlongrightarrow $gg&H(X)nn
nhspacef 0:9cmgfnscriptstyleF (u)gnBigndownarrow &nBigndownarrow
fnscriptstyleG (u)g&&nBigndownarrowfnscriptstyleH (u)gnn
F(Y)nstackrelfnvarphi (Y)gfnhboxfnLarge $nlongrightarrow $gg&
G(Y)&nstackrelfnvarphi (Y)gfnhboxfnLarge $nlongrightarrow $ngng&H(Y)nn
nendfarrayg$$, ce are ca rezultat:
F(X)'(X) !G(X) (X) !H(X)
F(u)??y??yG(u)??yH(u)
F(Y)'(Y) !G(Y)'(Y) !H(Y)
4.
$$nbeginfarraygfcccg
&Z&nn
fnscriptstylep xgfnhboxfnLarge $nswarrow $gg&&fnhboxfnLarge $nsearrow $gg
fnscriptstylep ygnn
24
X&fnscriptstylehgnBiggndownarrow &Ynn
fnscriptstylefgfnhboxfnLarge $nsearrow $gg&&fnhboxfnLarge $nswarrow $gg
fnscriptstyleggnn
&S&nn
nendfarrayg$$, av^ and ca rezultat:
Z
px. & py
Xh????yY
f& . g
S
2.3 Cadrul equation
nbeginfequationg
formul a matematic a
nendfequationg
Partea din interiorul cadrului equation apare scris a central ^ n modul
matematic si relat ia respectiv a este numerotat a automat, num arul
ecuat iei, ind plasat^ n marginea din dreapta. ^In situat ia^ n care nu se dore ste
numerotarea relat iei se folose ste cadrul equation*. Un dezavantaj al acestui
cadru ar faptul c a relat iile matematice se scriu pe un singur r^ and, nu se las a
r^ and liber, dar avem si avantaje precum: numerotarea relat iilor si etichetarea
acestora.
Exemple de utilizare a cadrul equation :
1. Acest prim exemplu ne arat a utilizarea cadrului equation ^ n scriere
limitelor. Trebuie subliniat c a sierul .dvi returneaz a relat ia cu etichet a, ^ n
mod automat:
nbeginfequationgnlimfnnrightarrowninftygndisplaystyleffnln(x^2
+x)gnoverfnln(x^4 + 2x)gg=nlimfnnrightarrowninftyg
ndisplaystyleffnlnx^2(1 +nfracf1gfxg)gnoverfnlnx^4(1 +
nfracf2gfx^3g)gg=nlimfnnrightarrowninftygndisplaystyleff2
nlnx+nln(1 +nfracf1gfxg)gnoverf4nlnx+nln(1 +nfracf2gfx^3g)gg
=nfracf1gf2gnendfequationg, obt inem urm atorul rezulat:
25
lim
n!1ln(x2+x)
ln(x4+ 2x)= lim
n!1lnx2(1 +1
x)
lnx4(1 +2
x3)= lim
n!12 lnx+ ln(1 +1
x)
4 lnx+ ln(1 +2
x3)=1
2(1)
2.^In cel de al doilea exemplu vom folosi cadrul equation* pentru scrierea
integralelor. Este de remarcat efectul *, si anume ne-numerotarea liniei.
nbeginfequationg
nintffBRg[x]gndisplaystyleff1gnoverfjjx yjj^nalphaggdy=
nintf0g^fRgnleft(nintf0g^fnpignleft(nintf0g^f2npig
ndisplaystyleffnrho^2nsinnthetagnoverfnrho^nalphaggdnrhonright )
dnthetanright )d= 4npinintf0g^fRgnrho^f2 nalphagdnrho=
nfracf4npigf3 nalphagR^f3 nalphag
nendfequationg, av^ and urm atorul rezulat:
Z
BR[x]1
jjx yjjdy=ZR
0Z
0Z2
02sin
d
d
d=4ZR
02 d=4
3 R3
3. Urm atorul exemplu ne arat a utilizarea cadrului equation ^ n scrierea
sumei si a puterilor:
nbeginfequationg
nsumnlimitsff1nle inlenbetagnatopfngammange jnge1gga^fi^3g
ncdotnleft(b^fj^4gnright )^3
nendfequationg, av^ and urm atorul rezulat:
X
1i
j1ai3
bj43
; (2)
4. Urm atorul exemplu arat a utilizarea cadrului equation ^ n scrierea rad-
icalilor suprapu si:
nbeginfequationg
nsqrtf3^xnsqrt[3]f3^fx 1ggnsqrt[4]f3^fx 2ggg= 81
nendfequationg, av^ and urm atorul rezulat:
rq
3x3p
3x 14p
3x 2= 81 (3)
5.^In acest exemplu utiliz am cadrul equation pentru scrierea sumelor:
26
nbeginfequationg
u(x) =f(x) +nlambdansumfi= 1g^fNgnleft(nsumfk= 1g^fNg
ndisplaystyleffnleft(nsumnlimitsfl= 1g^fNgflal^f(k)gnright )
ai^f(k)ggnoverfnmuk nlambdaggnright )npsii
nendfequationg, av^ and urm atorul rezulat:
u(x) =f(x) +NX
i=10
BBB@NX
k=1NP
l=1fla(k)
l
a(k)
i
k 1
CCCA i (4)
2.4 Cadrul eqnarray
nbeginfeqnarrayg
formul a matematic a
nendfeqnarrayg
Acest cadru permite scrierea mai multor linii care pot aliniate ^ n funct ie
de simbolul & si pot numerotate, ^ mbin^ and cadrul equation cuarray .
Etichetele se insereaz a pe ecare linie numerotat a. Dac a una dintre linii
nu se dore ste a numerotat a ^ n interiorul acesteia se insereaz a comanda
nnonumber. Liniile se separ a prin nn, ^ ns a cadrul nu permite inserarea unui
r^ and liber.
Exemple:
1.^In continuare, se poate observa alinierea semnelor "=" unul sub
cel alalt, cu except ia celui de al doilea, precum si efectul liniei de comand a
nnonumber.
nbeginfeqnarrayg
neta& = &1 ndisplaystyleffjQ2jgnoverfQ2gg= 1 ndisplaystyleffnnu
ndisplaystyleffRgnoverfngamma 1gg(T2 T1)+nnuRT 1nlnnfracfV3g
fV1ggnoverfnnundisplaystyleffngammaRgnoverfngamma 1gg(T2 T1)
ggnnonumbernn
& = &ndisplaystyleffngamma 1nleft(ndisplaystyleffT2gnoverfT1gg
1 nlnnvarepsilonnright )gnoverfngammanleft(ndisplaystyleffT2g
noverfT1gg 1nright )ggnnonumber
nendfeqnarrayg, ce produce urm atorul rezultat:
27
= 1 jQ2j
Q2= 1 R
