Um einen kurzen Pfeil und erläuternden Text unter einem einzelnen LaTeX-Term zu platzieren, kombinieren Sie \underset mit einem zweizeiligen \substack aus amsmath. Diese Anleitung enthält ein vollständiges Dokument für einen Mac-Desktop-Workflow sowie eine Abstandsänderung für überladene Ausdrücke.

Die Anmerkung mit amsmath erstellen

Die grundlegende Anordnung hat drei Ebenen: den algebraischen Term, einen nach oben zeigenden Pfeil darunter und eine kurze Beschriftung unter dem Pfeil. Der Pfeil weist zurück auf den Term, den er erläutert. Die amsmath-Anleitung beschreibt \underset, um Material unter einer Basis zu platzieren, und \substack, um mehrere Zeilen übereinander anzuordnen. Ihre Kombination ergibt die hier verwendete Anmerkung. Benutzerhandbuch zum amsmath-Paket

Für einen Mac ohne funktionierende LaTeX-Installation empfiehlt das LaTeX Project MacTeX, das ein TeX-System und Dokumenteditoren enthält. Wenn Sie LaTeX-Dokumente bereits erfolgreich kompilieren, verwenden Sie diese Installation. LaTeX beziehen

Speichern Sie das folgende vollständige Dokument in Ihrem LaTeX-Editor als annotations.tex. Kompilieren Sie es mit pdfLaTeX und sehen Sie sich das resultierende PDF an. Alle Beschriftungen und Ausdrücke dienen nur zur Veranschaulichung.

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}

% First argument: mathematical term.
% Second argument: short text label.
\newcommand{\termnote}[2]{%
  \underset{\substack{\uparrow\\\text{#2}}}{#1}%
}

\begin{document}

\[
  F(x)=
  \termnote{ax^2}{quadratic}
  +\termnote{bx}{linear}
  +\termnote{c}{constant}.
\]

\end{document}

Das Beispiel weist ax^2, bx und c jeweils eine eigene Anmerkung zu. Die Pluszeichen stehen außerhalb der Argumente des Befehls, sodass der Geltungsbereich jeder Erklärung eindeutig ist. Um einen gesamten gruppierten Ausdruck zu kommentieren, übergeben Sie stattdessen diese Gruppe als erstes Argument.

Der Name \termnote ist ein in diesem Dokument definierter benutzerdefinierter Befehl; er ist kein integrierter Paketbefehl. Seine Definition setzt dokumentierte Komponenten zusammen. Der Befehl \text fügt normalen Text innerhalb mathematischer Ausdrücke ein und passt dessen Größe an den umgebenden mathematischen Stil an. Das amstext-Paket

Die Reihenfolge der Argumente verstehen

Lesen Sie \termnote{bx}{linear} als „kommentiere den Term bx mit der Beschriftung linear“. Innerhalb der Definition erwartet \underset zuerst das Material darunter und dann die Basis. \\ trennt die Pfeilzeile von der Beschriftungszeile.

Für eine einmalige Anmerkung ist das Folgende ein Mathematikmodus-Fragment, das diesem Befehlsaufruf entspricht. Es gehört innerhalb der Display-Begrenzer des vollständigen Dokuments oben:

\underset{\substack{\uparrow\\\text{linear}}}{bx}

Behalten Sie die Pfeilrichtung im gesamten Dokument einheitlich bei. Der nach oben zeigende Pfeil legt nahe, dass die Erklärung den darüberstehenden Term bezeichnet. Wenn Sie den Ausdruck von oben nach unten zu seiner Erklärung lesen möchten, ersetzen Sie \uparrow in der Befehlsdefinition durch \downarrow.

Das passende Layout für die Erklärung wählen

Bevor Sie Pakete hinzufügen, entscheiden Sie, womit der Pfeil verbunden werden soll. Eine Anmerkung zu einem einzelnen Term, ein Pfeil entlang eines Ausdrucks und ein Pfeil zur Erläuterung eines Übergangs zwischen Gleichungszeilen erfordern unterschiedliche Konstruktionen.

Gewünschtes Ergebnis Geeignete Konstruktion Position
Kurzer senkrechter Pfeil und Text unter einem Term Benutzerdefinierte Kombination aus \underset, \substack und \text Innerhalb eines mathematischen Ausdrucks
Waagerechter Pfeil unter einem Ausdruck \underrightarrow, \underleftarrow oder \underleftrightarrow aus amsmath Um den Ausdruck herum, auf den der Pfeil verweist
Waagerechter Pfeil mit Text über oder unter dem Pfeilschaft \xrightarrow oder \xleftarrow aus amsmath Zwischen mathematischen Objekten
Erklärungspfeile neben aufeinanderfolgenden Gleichungszeilen WithArrows oder DispWithArrows aus witharrows In den Gleichungsausrichtungsumgebungen des Pakets

Die amsmath-Anleitung unterscheidet Unterpfeile von erweiterbaren Pfeilen: Erstere schmücken Ausdrücke, während Letztere Platz für Beschriftungen am Pfeil bieten. Keiner der beiden erzeugt automatisch die dreistufige vertikale Anmerkung aus dem ersten Beispiel. Benutzerhandbuch zum amsmath-Paket

Das Paket witharrows beschreibt WithArrows als Ausrichtungskomponente ähnlich wie aligned und DispWithArrows als Display-Umgebung ähnlich wie align. Sein Hauptlayout platziert erklärende Pfeile rechts neben Gleichungszeilen. Für Beschriftungen direkt unter einzelnen Termen verwenden Sie das erste Beispiel; wählen Sie witharrows, wenn Sie Schritte zwischen Zeilen erläutern möchten. Das Paket witharrows für plain-TeX und LaTeX

Beschriftungsbreite steuern, ohne Kollisionen zu verursachen

Beginnen Sie mit dem ersten Dokument und prüfen Sie die Abstände, bevor Sie sie ändern. Eine Beschriftung wie constant kann deutlich breiter sein als ihr Term c. Diese zusätzliche Breite kann einen kurzen Ausdruck auseinandergezogen wirken lassen, bietet der Erklärung aber auch mehr Platz.

Wenn kompakte Abstände zwischen Termen wichtig sind, stellt mathtools \mathclap bereit. Der Inhalt wird in einer Box zentriert, deren angegebene Breite null beträgt. Das Paket lädt amsmath, daher benötigt die überarbeitete Fassung nur \usepackage{mathtools}. Das mathtools-Paket, Abschnitte 2 und 3.1.1

Hier ist zum Vergleich ein zweites vollständiges Dokument. Es blendet nur die Breite der Beschriftung aus; der Pfeil bleibt Teil der gemessenen Anmerkung.

\documentclass{article}
\usepackage{mathtools}

\newcommand{\compacttermnote}[2]{%
  \underset{%
    \substack{\uparrow\\\mathclap{\text{#2}}}%
  }{#1}%
}

\begin{document}

\[
  F(x)=
  \compacttermnote{ax^2}{quadratic}
  \quad+\quad
  \compacttermnote{bx}{linear}
  \quad+\quad
  \compacttermnote{c}{constant}.
\]

\end{document}

Eine angegebene Breite von null bedeutet nicht, dass der Text unsichtbar ist. Die Beschriftung erstreckt sich weiterhin zu beiden Seiten ihres Mittelpunkts. Daher können benachbarte Beschriftungen überlappen, obwohl die Algebra bequem in die Zeile passt. Der explizite Abstand \quad in diesem Beispiel-Layout schafft zusätzlichen Platz; passen Sie ihn nach der Ansicht Ihres eigenen Ausdrucks an.

Gehen Sie in dieser Reihenfolge vor: Kürzen Sie zuerst die Beschriftungen, vergleichen Sie dann die gewöhnliche und die kompakte Variante und fügen Sie anschließend bei Bedarf gezielt Abstände hinzu. Wenn die Erklärung weiterhin einen ganzen Satz erfordert, verschieben Sie diesen Satz in den umgebenden Fließtext und lassen Sie unter dem Term eine kurze Kennzeichnung stehen. So bleibt die Anmerkung bei normaler Schriftgröße nützlich.

Kommentierte Ausdrücke in die richtige Umgebung setzen

Für einen einzelnen unnummerierten Ausdruck verwenden Sie wie oben \[ ... \]. Für mehrere ausgerichtete Zeilen verwenden Sie align* direkt im Dokumentkörper. Eine aligned-Umgebung gehört dagegen in eine umschließende mathematische Umgebung. Diese Grenzen sind in der amsmath-Anleitung beschrieben. Benutzerhandbuch zum amsmath-Paket, Abschnitt 3

Das Folgende ist ein Ersatz-Display-Fragment für das erste Dokument. Es verwendet die bestehende Definition von \termnote; ersetzen Sie das ursprüngliche Display vollständig, einschließlich der öffnenden und schließenden Begrenzer.

\begin{align*}
  F(x) &= ax^2+bx+c \\
       &= \termnote{ax^2}{quadratic}
          +\termnote{bx}{linear}
          +\termnote{c}{constant}.
\end{align*}

Betrachten Sie die kommentierte Zeile zusammen mit dem folgenden Absatz oder der folgenden Gleichung. Beschriftungen erhöhen die Tiefe unterhalb der mathematischen Grundlinie, sodass ein Layout, das für sich allein ausgewogen wirkt, in einer längeren Herleitung überladen erscheinen kann. Verwenden Sie für diese Anmerkungen eine Display-Umgebung, wenn mehrere Terme Erläuterungen benötigen.

Häufige Probleme beheben

  • Der benutzerdefinierte Befehl ist nicht definiert: Fügen Sie seine Definition \newcommand vor \begin{document} ein.
  • Ein Paketbefehl ist nicht definiert: Prüfen Sie, ob das entsprechende Paket geladen ist. Das kompakte Beispiel benötigt mathtools für \mathclap.
  • Das falsche Material erhält die Anmerkung: Prüfen Sie die geschweiften Klammern um das erste Argument. Verwenden Sie \termnote{ax^2}{quadratic}, um Koeffizient und Exponent einzuschließen.
  • Beschriftungen überlappen sich: Verwenden Sie wieder die Variante mit gewöhnlicher Breite, kürzen Sie den Wortlaut oder vergrößern Sie den Abstand zwischen den kommentierten Termen.
  • Bei einer Ausrichtung tritt ein Verschachtelungsfehler auf: Verwenden Sie die oben gezeigte vollständige Umgebungsanordnung, statt align* in ein anderes Display zu setzen.

Bei diesen gewöhnlichen algebraischen Termen behält der Befehl den Term als Basis bei und fügt die Erklärung darunter an. Die Implementierung von amsmath erhält außerdem die Klassifizierung als binärer Operator oder Relation, falls die Basis entsprechend klassifiziert ist; das Kommentieren von Operatoren bringt jedoch zusätzliche Abstandsüberlegungen mit sich. Beginnen Sie damit, die Terme selbst zu kommentieren. Das amsmath-Paket, Abschnitt 12

Die Beispiele wurden anhand der dokumentierten Befehle geprüft, aber in der Rechercheumgebung nicht kompiliert. Kompilieren Sie das vollständige Dokument in Ihrer Mac-Installation, bevor Sie den Befehl in ein größeres Manuskript integrieren.

Verwenden Sie zunächst die Variante mit gewöhnlicher Breite. Sobald jeder Pfeil eindeutig auf seinen Term weist und jede Beschriftung lesbar bleibt, verwenden Sie die kompakte Variante nur dort, wo der sichtbare Text im umgebenden Ausdruck genügend Platz hat.

Quellen