handout.tex

\documentclass[twocolumn, a4paper, 10pt, DIV=20, ngerman]{scrartcl}
\usepackage{fontspec}
\usepackage{polyglossia}
\usepackage{csquotes}
\usepackage{mathtools}
\usepackage{amsfonts}
\usepackage{amssymb}
\usepackage{mathrsfs}
\usepackage{dsfont}
\usepackage{bm}
\usepackage{xcolor}
\usepackage{graphicx}
\usepackage{lmodern}
\usepackage{calc}
\usepackage{enumitem}
\usepackage{array}
\setkomafont{section}{\normalfont\large\sffamily\bfseries}
\setkomafont{subsection}{\normalfont\sffamily\bfseries}
\RedeclareSectionCommand[
  %runin=false,
  afterindent=false,
  beforeskip=.3\baselineskip,
  afterskip=.2\baselineskip]{section}
\RedeclareSectionCommand[
  %runin=false,
  afterindent=false,
  beforeskip=.2\baselineskip,
  afterskip=.1\baselineskip]{subsection}
\usepackage{hyperref}
\hypersetup{
  pdfauthor={Gustav Geier},
  pdftitle={LaTeX Handout}
}
\setdefaultlanguage{german}
\setlength\parindent{0pt}
\setlength\columnsep{12pt}
\setlength\tabcolsep{4pt}

\usepackage{scrlayer-scrpage}
\clearscrheadfoot{}%
\ihead{\LaTeX-Cheatsheet}%
\ohead{was soll hier stehen?}%
\KOMAoptions{headsepline=true}%

\newcolumntype{R}[1]{>{\raggedleft\let\newline\\\arraybackslash}p{#1}}
\newcolumntype{C}[1]{>{\centering\let\newline\\\arraybackslash}m{#1}}

\begin{document}
\section{TeX studio}
Installation\\
Ihr schreibt \texttt{dokument.tex}, daraus wird \texttt{dokument.pdf}.\\
Pakete installieren?\\
%
\section{Grundlagen}
\subsection{Befehle in LaTeX}
\verb|\Befehl[|\emph{optionale Argumente}\verb|]{|\emph{Argumente}\verb|}|\\
\emph{optionale Argumente} sind mit Kommata getrennt.\\
\verb|% %-Zeichen kommentiert den Rest der Zeile aus|
%
\subsection{Grundstruktur jedes {\LaTeX}-Dokuments}
\begin{addmargin}[1em]{0em}
  %\texttt{\textbackslash documentclass[}\emph{Optionen}\texttt{]\{}\emph{Klasse}\texttt{\}}\\
  \emph{Präambel}: siehe \autoref{sec:präambel}\\
  \verb|\begin{document}|\\
  \emph{Dokument}: was hier steht, erscheint im PDF\\
  \verb|\end{document}|
\end{addmargin}
%
\section{Textformatierung}
% TODO: textsuperscript, textsubscript?
\begin{itemize}[noitemsep]
  \item \verb|\textbf{|\textbf{fett}\verb|}|
  \item \verb|\textit{|\textit{kursiv}\verb|}|
  \item \verb|\underline{|\underline{unterstrichen}\verb|}|
  \item Neue Zeile: \verb|\\| oder eine Leerzeile im Code
  \item Seitenumbruch: \verb|\newpage|
\end{itemize}
\vspace*{-4pt}%
\begin{minipage}{.3\linewidth}
  \scriptsize\verb|\scriptsize|
  \footnotesize\verb|\footnotesize|
  \small\verb|\small|
  \normalsize\verb|\normalsize|
\end{minipage}
\hfill
\begin{minipage}{.3\linewidth}
  {\large\verb|\large|}\\
  {\Large\verb|\Large|}\\
  {\LARGE\verb|\LARGE|}
\end{minipage}
\hfill
\begin{minipage}{.3\linewidth}
  {\huge\verb|\huge|}\\
  {\Huge\verb|\Huge|}
\end{minipage}
%
\section{Sonderzeichen}
\begin{itemize}[noitemsep]
  \item halbes Leerzeichen: \verb|z.\,B.| oder \verb|80\,kg|
  \item geschütztes Leerzeichen: \verb|G.~Geier|
  \item \%: \verb|\%|
  \item \textbackslash: \verb|\textbackslash|
\end{itemize}
%
\section{Umgebungen}
Syntax von Umgebungen:
\begin{addmargin}[1em]{0em}
\verb|\begin{|\emph{Umgebung}\verb|}|\\
\null\hspace{6pt}\emph{Inhalt der Umgebung}\\
\verb|\end{|\emph{Umgebung}\verb|}|
\end{addmargin}
\begin{tabular}{@{}p{.25\linewidth} p{.75\linewidth-\tabcolsep}}
  \emph{Umgebung} & Effekt \\
  \texttt{raggedright} & Text rechts ausgefranst \\
  \texttt{raggedleft} & \hfill Text links ausgefranst \\
  \texttt{center} & \centering zentrierter Text
\end{tabular}
%
\section{Strukturierung eines Dokuments}
\begin{itemize}[noitemsep]
  \item \verb|\chapter{Kapitel}|\footnote{Nur bei Dokumentklasse \texttt{report}, \texttt{book}, \texttt{scrreport} und \texttt{scrbook} (siehe \autoref{sec:präambel})}
  \item \verb|\section{Abschnitt}|
  \item \verb|\subsection{Unterabschnitt}|
  \item \verb|\subsubsection{Unterunterabschnitt}|
  \item \verb|\paragraph{Paragraph}|
  \item Inhaltsverzeichnis: \verb|\tableofcontents|
\end{itemize}
%
\section{Mathematik}
\subsection{Pakete für die Präambel (siehe \autoref{sec:präambel})}
\begin{itemize}[noitemsep]
  \item \texttt{mathtools}: Für Formeln immer einbinden.
  %\item \texttt{amsmath}: Wird von \texttt{mathtools} geladen.
  \item \texttt{amssymb}, \texttt{amsfonts}: noch mehr Symbole und Fonts.
  \item \texttt{mathrsfs}: Script Font, z.\,B. \verb|\mathscr{N}|: $\mathscr{N}$
  %\item \texttt{dsfont} Fancy font für z.\,B. \verb|\mathds{1}|: $\mathds1$
  %\item \texttt{mathbbol}: erweitert \verb|\mathbb\|
  %\item \texttt{mathdots}: Punkte in Matrizen
  \item \texttt{braket}: für Physiker, Diraknotation
  \item \texttt{amsthm}: für Mathematiker, Umgebung \texttt{theorem}
\end{itemize}
%
\subsection{Mathematikumgebungen}
% TODO: fix vspaces
\begin{tabular}{m{.5\linewidth-\tabcolsep} C{.5\linewidth}}
  \verb|Text $1+1=2$ Text| & Text $1+1=2$ Text\\[3pt]
  \begin{minipage}[c]{\linewidth}
    \verb|\begin{equation}|\newline\verb|  a^2 + b^2 = c^2|\newline\verb|\end{equation}|
  \end{minipage}
  &\begin{minipage}{\linewidth}
    \begin{equation}
      a^2+b^2=c^2
    \end{equation}
  \end{minipage} \\
  \vspace{3pt}%
  \begin{minipage}{\linewidth}
    \verb|\begin{equation*}|\\
    \verb|  e^{i\pi} + 1 = 0|\\
    \verb|\end{equation*}|
  \end{minipage}
  &\begin{minipage}{\linewidth}
    \begin{equation*}
      e^{i\pi} + 1 = 0
    \end{equation*}
  \end{minipage} \\
  \vspace{3pt}%
  \begin{minipage}{\linewidth}
    \verb|\begin{align}|\\
    \verb|  2H &= p^2 + x^2 \\|\\
    \verb|     &= 2 a^\dagger a + 1|\\
    \verb|\end{align}|
  \end{minipage}
  &
  \begin{minipage}{\linewidth}
    {\begin{align}
    2H &= p^2 + x^2 \\
      &= 2 a^\dagger a + 1
    \end{align}}
  \end{minipage}
\end{tabular}
%
\subsection{Befehle im Mathemodus}
\begin{tabular}{@{}r l @{\hskip.025\linewidth} r l @{\hskip.025\linewidth} r l}
  \verb|\frac{a}{b}| & $\frac ab$ & \verb|\sqrt{x}| & $\sqrt{x}$ & \verb|\tilde{x}| & $\tilde{x}$ \\
  \verb|\vec{x}| & $\vec{x}$ & \verb|\hat{x}| & $\hat{x}$ & \verb|\bar{x}| & $\bar{x}$ \\
  \verb|e^{x}| & $e^x$ & \verb|x_n| & $x_n$ & \verb|\dot{x}| & $\dot{x}$ \\ %\verb|X_a^b| & $X_a^b$ \\
  \verb|\sin(x)| & $\sin(x)$ & \verb|\cos(x)| & $\cos(x)$ & \verb|\tan(x)| & $\tan(x)$ \\
  \verb|\exp(x)| & $\exp(x)$ & \verb|\log(x)| & $\log(x)$ \\
  \verb|\impliedby| & $\impliedby$ & \verb|\iff| & $\iff$ & \verb|\implies| & $\implies$ \\
  \verb|\leq| & $\leq$ & \verb|\neq| & $\neq$ & \verb|\geq| & $\geq$ \\
  \verb|\pm| & $\pm$ & \verb|\mp| & $\mp$ & \verb|\times| & $\times$ \\
  \verb|\cdot| & $\cdot$ & \verb|\ll| & $\ll$ & \verb|\gg| & $\gg$ \\
  \verb|\approx| & $\approx$ & \verb|\equiv| & $\equiv$ & \verb|\propto| & $\propto$ \\
  \verb|\in| & $\in$ & \verb|\exists| & $\exists$ & \verb|\forall| & $\forall$ \\
  %
  \verb|\alpha|      & $\alpha$      & \verb|\vartheta| & $\vartheta$ & \verb|\varrho|     & $\varrho$   \\
  \verb|\beta|       & $\beta$       & \verb|\iota|     & $\iota$     & \verb|\sigma|      & $\sigma$    \\
  \verb|\gamma|      & $\gamma$      & \verb|\kappa|    & $\kappa$    & \verb|\varsigma|   & $\varsigma$ \\
  \verb|\delta|      & $\delta$      & \verb|\lambda|   & $\lambda$   & \verb|\tau|        & $\tau$      \\
  \verb|\epsilon|    & $\epsilon$    & \verb|\mu|       & $\mu$       & \verb|\upsilon|    & $\upsilon$  \\
  \verb|\varepsilon| & $\varepsilon$ & \verb|\nu|       & $\nu$       & \verb|\phi|        & $\phi$      \\
  \verb|\zeta|       & $\zeta$       & \verb|\xi|       & $\xi$       & \verb|\varphi|     & $\varphi$   \\
  \verb|\eta|        & $\eta$        & \verb|\pi|       & $\pi$       & \verb|\chi|        & $\chi$      \\
  \verb|\theta|      & $\theta$      & \verb|\rho|      & $\rho$      & \verb|\psi|        & $\psi$      \\
  \verb|\omega|      & $\omega$      & \verb|\Gamma|    & $\Gamma$    & \verb|\Delta|      & $\Delta$    \\
  \verb|\Theta|   & $\Theta$   & \verb|\Pi|      & $\Pi$      & \verb|\Phi|     & $\Phi$   \\
  \verb|\Lambda|  & $\Lambda$  & \verb|\Sigma|   & $\Sigma$   & \verb|\Psi|     & $\Psi$   \\
  \verb|\Xi|      & $\Xi$      & \verb|\Upsilon| & $\Upsilon$ & \verb|\Omega|   & $\Omega$ \\
  %
  \verb|\partial| & $\partial$ & \verb|\nabla| & $\nabla$ & \verb|\square| & $\square$ \\
  \verb|\infty| & $\infty$ & \verb|\dagger| & $\dagger$ & \verb|\otimes| & $\otimes$
\end{tabular}
\begin{tabular}{@{}r l @{\hskip.025\linewidth} r l}
  \verb|\left(e^x\right)| & $\left(e^x\right)$ & \verb|\left[e^x\right]| & $\left[e^x\right]$ \\
  \verb;\left.e^x\right|_{x=0}; & $\left.e^x\right|_{x=0}$ & \verb|\big(e^x\big)| & $\big(e^x\big)$ \\
  \verb;\left|\vec{x}\right|; & $\left|\vec{x}\right|$ & \verb|\Big\{e^x\Big\}| & $\Big\{e^x\Big\}$ \\
  \verb;\left\|\vec{x}\right\|; & $\left\|\vec{x}\right\|$ & \verb|\left<e^x\right>| & $\left<e^x\right>$ \\
  \verb|\int_0^1\mathrm{d}x\,x| & $\int_0^1\mathrm{d}x\,x$ &
  \verb|\sum_{n=0}^{N}| & $\sum_{n=0}^N$ \\
  \verb|\iiint\mathrm{d}x| & $\iiint\mathrm{d}x$ &
  \verb|\prod_{n=0}^{N}| & $\prod_{n=0}^N$
\end{tabular}
%Pfeile, underbrace, \ldots
%
\subsection{Font shapes}
\begin{tabular}{@{}r l p{.45\linewidth}}
  \verb|\mathnormal| & $abc ABC 123 \alpha\beta\gamma \Gamma\Delta\Theta$ & Normalerweise $\equiv$\verb|\mathit| \\
  \verb|\mathit| & $abc ABC 123 \alpha\beta\gamma \Gamma\Delta\Theta$ & \\
  \verb|\mathrm| & $\mathrm{abc ABC}$ & z.\,B. $\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}$, $\int\!\mathrm{d}x$, $42\,\mathrm{kg}$ \\
  \verb|\mathbf| & $\mathbf{abc ABC 123 \Gamma\Delta\Theta}$ & für Vektoren \& Tensoren \\
  %\verb|\bm| & $\bm{\alpha\beta\gamma \partial\nabla\dagger}$ & mit \verb|\usepackage{bm}| \\
  \verb|\mathsf| & $\mathsf{abc ABC 123 \Gamma\Delta\Theta}$ & für Kategorien \\
  \verb|\mathcal| & $\mathcal{ABCHLNO}$ & nur Großbuchstaben\\
  \verb|\mathtt| & $\mathtt{abc ABC 123 \Gamma\Delta\Theta}$ & monospace \\
  \verb|\mathfrak| & $\mathfrak{abc ABC 123}$ & für Lie-Algebren \\
  \verb|\mathbb| & $\mathbb{ABC NQRZ}$ & nur Großbuchstaben \\% (erweiterbar mit \texttt{mathbbol}) \\
  \verb|\mathscr| & $\mathscr{ABCHJKLN}$ & nur Großbuchstaben, mit \verb|\usepackage{mathrsfs}|\\
  %\verb|\mathds| & $\mathds{ABC1}$ & nur Großbuchstaben und 1 \\
\end{tabular}
Mehr Symbole finden: \url{http://detexify.kirelabs.org}
%
\subsection{Theoreme}
In die Präambel:
\begin{minipage}[t]{.6\linewidth}
  \verb|\usepackage{amsthm}|\\
  \verb|\theoremstyle{plain}|\\
  \verb|\newtheorem{theorem}{Theorem}|
\end{minipage}\\
$\rightarrow$ definiert eine Umgebung \texttt{theorem}.
%
\section{Graphiken}
In die Präambel: \verb|\usepackage{graphicx}|\\
\verb|\includegraphics[|\emph{Optionen}\verb|]{|\emph{Bild.pdf}\verb|}|\\
\emph{Optionen}: z.\,B. \verb|width=0.5\textwidth|, \verb|height=3cm|\\
Unterstützte Dateitypen: \texttt{.pdf}, \texttt{.png}, \texttt{.jpg}
%
\section{Tabellen}
\verb|\begin{tabular}{|\emph{Spalten}\verb|}|\\
\verb|  Spalte 1 & Spalte 2 & ... \\|\\
\verb|\end{tabular}|\\
\begin{tabular}{c p{.8\linewidth}}
  \emph{Spalten} & Effekt \\
  \texttt{c c c} & 3 Spalten, Text horizontal zentriert\\
  \texttt{l|l|l} & 3 Spalten, linksbündig, mit vertikalen Linien\\
  \texttt{c|r r} & erste Spalte zentriert, dann eine vertikale Linie, dann 2 Spalten linksbündigem
\end{tabular}
%
\section{Floats}
Graphiken und Tabellen können in Floats gepackt werden.
Die werden automatisch plaziert und haben eine Beschreiben.
\verb|\usepackage{caption}|\\
\verb|\begin{figure}[|\emph{Position}\verb|]|\\
\verb|  \includegraphics[width=.5\textwidth]{Bild.pdf}|\\
\verb|  \caption{Bildunterschrift}|\\
\verb|  \label{fig:bild}|\\
\verb|\end{figure}|\\
%
\section{Listen}
\begin{minipage}[t]{.37\linewidth-.5\tabcolsep}
  \verb|\begin{itemize}|\\
  \verb|  \item Auflistung.|\\
  \verb|  \item[*] Label *|\\
  \verb|\end{itemize}|\\
\end{minipage}
\hfill
\begin{minipage}[t]{.63\linewidth-.5\tabcolsep}
  \begin{itemize}[noitemsep]
    \item Für eine Aufzählung: Ersetzt \texttt{itemize} durch \texttt{enumerate}.
    \item[*] Das Label kann man anpassen.
    \item Mehr Optionen: \texttt{enumitem}
  \end{itemize}
\end{minipage}
%
\section{Referenzen}
\label{sec:references}
Paket: \verb|\usepackage{hyperref}|\\
Schreibt \verb|\label{abc}| z.\,B. nach \verb|\section{ABC}|, in \verb|\begin{figure}|, oder \verb|\begin{equation}|.
Mit \verb|\autoref{abc}| verweist ihr auf die Referenz.\\
Mit \verb|\footnote{Text}| erstellt ihr eine Fußnote.\footnote{Mit \texttt{\textbackslash footnote[label]\{Text\}} kann man das Label festlegen.}\\
\texttt{hyperref} kann noch mehr: (in der Präambel)\\
\verb|\hypersetup{|\\
\verb|  pdfauthor={G. Geier}, | PDF Metainformationen\\
\verb|  pdftitle={LaTeX}, |\\
\verb|  colorlinks=true, | bunte Links ohne Farbboxen\\
\verb|  allcolors=., | Links nicht einfärben (Paket \texttt{xcolor})\\
\verb|}|
%
\section{Präambel}
\label{sec:präambel}
In der Präambel werden die Art des Dokuments definiert, Einstellungen gesetzt und Pakete geladen.
\subsection{Beginn jeder Präambel}
\verb|\documentclass[|\emph{globale Optionen}\verb|]{|\emph{Dokumentklasse}\verb|}|\\
\emph{\bfseries globale Optionen} (durch Komma getrennt):
\begin{addmargin}[1em]{0em}
Sprache (\texttt{ngerman}\footnote{\texttt{ngerman} für \textbf{n}eue Rechtschreibung}), Schriftgröße (\texttt{11pt}), Seitengröße (\texttt{a4paper}), \dots
%\texttt{twoside} oder \texttt{oneside} für doppel-/einseitige Formatierung
\end{addmargin}
\emph{\bfseries Dokumentklasse} (Art des Dokuments):\\
\begin{tabular}{@{}r p{.8\linewidth}}
  \texttt{article} & Standardklasse\\
  \texttt{scrartcl} & \verb|article| mit KOMA-Skript: schönere\footnotemark und einfachere\footref{fn:ansichtssache} Formatierung\\
  \texttt{report} & für längere Dokumente mit mehreren Kapiteln (\verb|\chapter{Kapitel}|)\\
  \texttt{scrreprt} & KOMA-Skript für \verb|report|\\
  \texttt{book} & für Bücher (lange Dokumente)\\
  \texttt{scrbook} & KOMA-Skript für \verb|book|\\
  \texttt{beamer} & für Präsentationen\\
  \texttt{scrlettr} & für Briefe
\end{tabular}
\footnotetext{Ansichtssache\dots\label{fn:ansichtssache}}%
%
\subsection{Umlaute und Sonderzeichen}
\verb|\usepackage[utf8]{inputenc}| %(wenn man \texttt{pdflatex} verwendet)\\
\verb|\usepackage[T1]{fontenc}| (einfach immer laden\dots)\\
%\verb|\usepackage{textcomp}| Definiert weitere Sonderzeichen
%
\subsection{Seitenlayout}
Bei \emph{Dokumentklasse} \texttt{scrartcl} oder \texttt{scrreprt}:
globale Option \texttt{DIV=12} (größere Werte $\implies$ kleinere Ränder).\\
Alternativ, für alle Dokumentklassen:
\verb|\usepackage[%|
\verb|  top=2cm, bottom=2.5cm, inner=2cm, outer=2.5cm%|
\verb|]{geometry}|
%header, footer
%
\subsection{Sonstiges}
\verb|\usepackage[ngerman]{babel} | Silbentrennung usw.\\
\verb|\usepackage{lmodern}|\hfill schönere Standard-\LaTeX-Schrift\\
%\verb|\usepackage{libertine}|
\verb|\usepackage{hyperref} | siehe \autoref{sec:references}
%
\section{Makros}
Befehle, Längen, Boxen
%
\section{Bibliographie}
Zitieren in wissenschaftliche Arbeiten:\\
%% Bibtex: veraltet
%\emph{Vor} \verb|\end{document}|:\\
%\verb|\bibliographystyle{plain}|\\
%\verb|\bibliography{referenzen}|
%
% Biblatex
\begin{tabular}{@{}p{.35\linewidth} p{.65\linewidth-\tabcolsep}}
  In \texttt{referenzen.bib} &
  \begin{minipage}[t]{.65\linewidth-\tabcolsep}
    % TODO: Besseres paper?
    \small%
    \verb|@article{Heisenberg1927,|\\
    \verb|  author="Heisenberg, Werner",|\\
    %\verb|  title="Über den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik",|\\
    \verb|  title="Über den anschaulichen...",|\\
    \verb|  journal="Zeitschrift für Physik",|\\
    \verb|  year="1927",|\\
    \verb|  volume="43",|\\
    \verb|  number="3",|\\
    \verb|  pages="172--198",|\\
    \verb|  doi="10.1007/BF01397280"|\\
    \verb|}|
  \end{minipage}\\
  In der Präambel &
  %\verb|\usepackage[backend=biber]{biblatex}|
  \verb|\usepackage{biblatex}|
  \verb|\addbibresource{referenzen}| \\
  Im Text & \verb|\cite{Heisenberg1927}| \\
  Am Ende & \verb|\printbibliography|
\end{tabular}
%
\section{Fehlermeldungen}
Bei Fehlermeldungen ist \LaTeX kreativ und liegt auch manchmal etwas daneben.
%
\section{Präsentationen}
Dokumentklasse (siehe \autoref{sec:präambel}): \texttt{beamer}\\
Gute Dokumentation: beameruserguide\footnote{den $\varphi$ndet Google}\\
Erstelle einzelne Folien mit\\
\verb|\begin{frame}{Frame title}|\\
\verb|  Inhalt|\\
\verb|\end{frame}|
\subsection{Themen}
Thema auswählen: \verb|\usetheme{Frankfurt}|\\
Farbthema auswählen: \verb|\usecolortheme{rose}|\\
Übersicht über Themen: \url{https://www.hartwork.org/beamer-theme-matrix}
% TODO: Führt TeXstudio automatisch biblatex aus? Sollte man das erwähnen?
%
\section{Weitere Infos}
\url{https://en.wikibooks.org/wiki/LaTeX}\\
\url{https://tex.stackexchange.com}\\
Für einzelne Pakete: RTFM\footnote{\enquote{Read the fucking manual}}
%
%\vfill\centering
%\includegraphics[width=0.5\linewidth]{beispieldokument/ctanlion.eps}
\end{document}