Para colocar uma seta curta e um texto explicativo abaixo de um termo individual em LaTeX, combine \underset com um \substack de duas linhas do pacote amsmath. Este guia apresenta um documento completo para um fluxo de trabalho em um Mac, além de um ajuste de espaçamento para expressões compactas.

Crie a anotação com amsmath

A disposição básica tem três níveis: o termo algébrico, uma seta apontando para cima abaixo dele e um rótulo curto abaixo da seta. A seta aponta de volta para o termo que explica. O guia amsmath documenta \underset para colocar material abaixo de uma base e \substack para empilhar várias linhas. Combiná-los produz a anotação usada aqui. Guia do usuário do pacote amsmath

Para um Mac sem uma instalação funcional do LaTeX, o LaTeX Project recomenda o MacTeX, que inclui um sistema TeX e editores de documentos. Se você já compila documentos LaTeX com sucesso, use essa instalação. Obtendo o LaTeX

Salve o documento completo a seguir como annotations.tex no seu editor LaTeX. Compile-o com pdfLaTeX e examine o PDF resultante. Todos os rótulos e expressões são ilustrativos.

\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}

O exemplo atribui uma anotação separada a cada um destes termos: ax^2, bx e c. Os sinais de mais ficam fora dos argumentos do comando, deixando explícito o escopo de cada explicação. Para anotar uma expressão agrupada inteira, passe esse grupo como primeiro argumento.

O nome \termnote é um comando personalizado definido neste documento; não é um comando nativo de pacote. Sua definição reúne componentes documentados. O comando \text insere texto comum em modo matemático e ajusta seu tamanho ao estilo matemático ao redor. O pacote amstext

Entenda a ordem dos argumentos

Leia \termnote{bx}{linear} como “anote o termo bx com o rótulo linear”. Na definição, \underset recebe primeiro o material inferior e, depois, a base. O \\ separa a linha da seta da linha do rótulo.

Para uma anotação pontual, o trecho a seguir, em modo matemático, equivale a essa chamada de comando. Ele deve ficar dentro dos delimitadores de exibição do documento completo acima:

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

Mantenha a direção da seta consistente em todo o documento. A seta para cima sugere que a explicação identifica o termo acima dela. Se a leitura pretendida for da expressão para baixo, em direção à explicação, substitua \uparrow por \downarrow na definição do comando.

Escolha a disposição adequada à explicação

Antes de adicionar pacotes, decida o que a seta precisa conectar. Uma anotação que identifica um termo, uma seta que se estende ao longo de uma expressão e uma seta que explica uma transição entre linhas de equações exigem construções diferentes.

Resultado pretendido Construção adequada Onde deve ficar
Seta vertical curta e texto abaixo de um termo Combinação personalizada de \underset, \substack e \text Dentro de uma expressão matemática
Seta horizontal abaixo de uma expressão \underrightarrow, \underleftarrow ou \underleftrightarrow do pacote amsmath Em torno da expressão que recebe a seta
Seta horizontal com texto acima ou abaixo de seu traço \xrightarrow ou \xleftarrow do pacote amsmath Entre objetos matemáticos
Setas explicativas ao lado de linhas de equações sucessivas WithArrows ou DispWithArrows do pacote witharrows Nos ambientes de alinhamento de equações do pacote

O guia amsmath diferencia setas inferiores de setas extensíveis: as primeiras decoram expressões, enquanto as extensíveis acomodam rótulos anexados a uma seta. Nenhuma delas cria automaticamente a anotação vertical de três níveis do primeiro exemplo. Guia do usuário do pacote amsmath

O pacote witharrows documenta WithArrows como um componente de alinhamento semelhante a aligned e DispWithArrows como um ambiente de exibição semelhante a align. Sua disposição principal coloca setas explicativas à direita das linhas de equações. Para rótulos diretamente abaixo de termos individuais, use o primeiro exemplo; escolha witharrows para explicar etapas entre linhas. O pacote witharrows para plain-TeX e LaTeX

Controle a largura dos rótulos sem criar sobreposições

Comece pelo primeiro documento e examine o espaçamento antes de alterá-lo. Um rótulo como constant pode ser consideravelmente mais largo que o termo, c. Essa largura extra pode deixar uma expressão curta com aspecto mais espaçado, mas também dá espaço para a explicação.

Quando for importante manter compacto o espaçamento entre termos, mathtools oferece \mathclap. Ele centraliza o conteúdo em uma caixa cuja largura informada é zero. O pacote carrega amsmath, portanto o documento revisado precisa apenas de \usepackage{mathtools}. O pacote mathtools, seções 2 e 3.1.1

Aqui está um segundo documento completo para comparação. Ele oculta apenas a largura do rótulo; a seta continua fazendo parte da largura medida da anotação.

\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}

Uma largura informada como zero não significa que o texto esteja invisível. O rótulo ainda se estende para os dois lados a partir do centro. Consequentemente, rótulos vizinhos podem se sobrepor, embora a expressão algébrica caiba confortavelmente na linha. O espaçamento explícito \quad nesta disposição ilustrativa dá mais espaço entre eles; ajuste-o depois de visualizar sua própria expressão.

Siga esta sequência de decisões: primeiro encurte os rótulos, depois compare as versões comum e compacta e, por fim, adicione espaçamento deliberado onde for necessário. Se a explicação ainda exigir uma frase, transfira essa frase para o texto ao redor e deixe um identificador breve abaixo do termo. Assim, a anotação continua útil em tamanho de leitura normal.

Coloque expressões anotadas no ambiente correto

Para uma expressão sem numeração, use \[ ... \], como mostrado acima. Para várias linhas alinhadas, use align* diretamente no corpo do documento. Já um ambiente aligned deve ficar dentro de um ambiente matemático envolvente. Esses limites estão documentados no guia amsmath. Guia do usuário do pacote amsmath, seção 3

O trecho a seguir substitui a expressão em modo de exibição do primeiro documento. Ele usa a definição existente de \termnote; substitua toda a expressão original, incluindo os delimitadores de abertura e fechamento.

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

Examine a linha anotada junto com o parágrafo ou a equação seguinte. Os rótulos aumentam a altura abaixo da linha de base matemática, então uma disposição que parece equilibrada isoladamente pode ficar apertada em uma derivação mais longa. Prefira usar um ambiente de exibição para essas anotações quando vários termos precisarem de explicações.

Diagnostique problemas comuns

  • O comando personalizado não está definido: inclua a definição de \newcommand antes de \begin{document}.
  • Um comando de pacote não está definido: verifique se o pacote correspondente foi carregado. O exemplo compacto exige mathtools para \mathclap.
  • O material errado recebe a anotação: verifique as chaves ao redor do primeiro argumento. Use \termnote{ax^2}{quadratic} para incluir o coeficiente e o expoente.
  • Os rótulos se sobrepõem: volte à versão com largura comum, encurte o texto ou aumente o espaçamento entre os termos anotados.
  • O alinhamento gera um erro de aninhamento: use a disposição completa de ambientes mostrada acima em vez de colocar align* dentro de outro ambiente de exibição.

Para esses termos algébricos comuns, o comando mantém o termo como base e anexa a explicação abaixo dele. A implementação amsmath também preserva a classificação binária ou relacional quando a base tem essa classificação, mas anotar operadores exige considerar questões adicionais de espaçamento. Comece anotando os próprios termos. O pacote amsmath, seção 12

Os exemplos foram conferidos com base nos comandos documentados, mas não foram compilados no ambiente de pesquisa. Compile o documento completo na instalação do seu Mac antes de incorporar o comando a um manuscrito maior.

Use a versão com largura comum como ponto de partida. Quando cada seta identificar claramente seu termo e cada rótulo continuar legível, use a variante compacta apenas onde a expressão ao redor tiver espaço suficiente para o texto visível.

Fontes