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Mathematik in LaTeX

Mathematische Formeln sind eine der größten Stärken von LaTeX. Selbst komplexe Formeln sehen perfekt aus.

Inline- vs. Display-Modus

% Inline (im Fliesstext):
Die Formel $E = mc^2$ ist berühmt.

% Display (eigene Zeile, zentriert):
\[ E = mc^2 \]

% Display mit Nummerierung:
\begin{equation}
  E = mc^2
  \label{eq:einstein}
\end{equation}

Grundoperationen

% Bruch:
$\frac{zähler}{nenner}$     % z.B. $\frac{1}{2}$

% Potenz und Index:
$x^2$    $x^{10}$   $a_i$    $a_{ij}$

% Wurzel:
$\sqrt{x}$    $\sqrt[3]{x}$

% Summe und Produkt:
$\sum_{i=1}^{n} x_i$     $\prod_{i=1}^{n} x_i$

% Integral:
$\int_{a}^{b} f(x)\, dx$

% Grenzwert:
$\lim_{x \to \infty} f(x)$

Griechische Buchstaben

KleinCodeGrossCode
α\alphaAA
β\betaBB
γ\gammaΓ\Gamma
δ\deltaΔ\Delta
ε\epsilonEE
λ\lambdaΛ\Lambda
μ\muMM
π\piΠ\Pi
σ\sigmaΣ\Sigma
ω\omegaΩ\Omega

Matrizen

\usepackage{amsmath}

% Runde Klammern:
\begin{pmatrix}
  a & b \\
  c & d
\end{pmatrix}

% Eckige Klammern:
\begin{bmatrix}
  1 & 0 & 0 \\
  0 & 1 & 0 \\
  0 & 0 & 1
\end{bmatrix}

% Determinante:
\begin{vmatrix}
  a & b \\
  c & d
\end{vmatrix}

Mehrzeilige Gleichungen

% Ausgerichtet am = Zeichen:
\begin{align}
  f(x) &= x^2 + 2x + 1 \\
       &= (x + 1)^2
  \label{eq:quadrat}
\end{align}

% Ohne Nummerierung:
\begin{align*}
  a^2 + b^2 &= c^2 \\
  E &= mc^2
\end{align*}

Fallunterscheidung

\[
  f(x) = \begin{cases}
    x^2     & \text{wenn } x \geq 0 \\
    -x^2    & \text{wenn } x < 0
  \end{cases}
\]

Mengensymbole

\usepackage{amsfonts}

$\mathbb{N}$  % Natürliche Zahlen
$\mathbb{Z}$  % Ganze Zahlen
$\mathbb{Q}$  % Rationale Zahlen
$\mathbb{R}$  % Reelle Zahlen
$\mathbb{C}$  % Komplexe Zahlen

$x \in \mathbb{R}$           % Element von
$A \subset B$                 % Teilmenge
$A \cup B$                    % Vereinigung
$A \cap B$                    % Schnittmenge
$\emptyset$                   % Leere Menge
$\forall x \in \mathbb{R}$   % Für alle
$\exists x$                   % Es existiert

Praxisbeispiel: Formel in der Diplomarbeit

Die Berechnung der Antwortzeit $t_r$ ergibt sich aus
der Summe der Verarbeitungszeiten aller $n$ Schichten:
\begin{equation}
  t_r = \sum_{i=1}^{n} t_i + t_{netzwerk}
  \label{eq:antwortzeit}
\end{equation}
wobei $t_i$ die Verarbeitungszeit der $i$-ten Schicht
und $t_{netzwerk}$ die Netzwerklatenz bezeichnet.
Wie Gleichung~\ref{eq:antwortzeit} zeigt, wächst
die Antwortzeit linear mit der Anzahl der Schichten.
Tipp
Nicht jede Diplomarbeit braucht Mathematik! Wenn ihr keine Formeln braucht, lasst sie weg. Formeln einbauen nur um „wissenschaftlicher" zu wirken ist kontraproduktiv.