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  • Latex 画图

    千次阅读 2019-11-05 20:52:08
    第一次正式用latex画图,讲道理代码挺粗糙的,估计有简化的方法,然而我不会啊。 暂时有两个改进点 如何批量修改图中字体大小 如何批量修改线段大小 图片 代码 \documentclass[a4paper]{article} \usepackage{...

    介绍

    第一次正式用latex画图,讲道理代码挺粗糙的,估计有简化的方法,然而我不会啊。

    暂时有两个改进点

    • 如何批量修改图中字体大小
    • 如何批量修改线段大小

    图片

    在这里插入图片描述

    代码

    \documentclass[a4paper]{article}   
    \usepackage{pgfplots}  
    \usepackage{scalefnt}           
     
    \pgfplotsset{width=10cm,compat=1.13} % 图片绘制的宽度是7cm,使用的pgfplots版本为1.13
    
    \begin{document}
        % 调整字体大小
        {\scalefont{1.5}
    
        % 罗尔定理                    
        \begin{tikzpicture}[domain=0:8]          
            % 画坐标系
            \draw[line width=1pt, ->] (-1.2,0) -- (8.2,0) node[right] {$x$};
            \draw[line width=1pt, ->] (0,-1.2) -- (0,5) node[above] {$y$};
            \draw (0, 0) node[below left] {O};
            
            % sin
            \draw[line width=1pt, domain=1:7.28] plot (\x, {2 + sin((\x - 1.5236) r)});
            \draw (4.7, 2.5) node[right] {$f$};
            
            % 切线
            \draw[line width=1pt] (2.07, 3) -- (4.07, 3);
            
            % 辅助线及各种记号
            \draw[line width=1pt, dashed, color=red] (1, 1.5) -- (7.28, 1.5);
            \draw[line width=1pt, dashed] (3.09, 3) -- (3.09, 0) node[below] {$\xi$};
            \draw[line width=1pt, dashed] (1, 1.5) -- (1, 0) node[below] {$a$};
            \draw[line width=1pt, dashed] (7.28, 1.5) -- (7.28, 0) node[below] {$b$};
            \draw[line width=1pt, dashed] (1, 1.5) -- (0, 1.5) node[left] {$f(a) = f(b)$};
        \end{tikzpicture}  
        
        % 拉格朗日中值定理
        \begin{tikzpicture}[domain=0:8]          
            % 画坐标系
            \draw[line width=1pt, ->] (-1.2,0) -- (8.2,0) node[right] {$x$};
            \draw[line width=1pt, ->] (0,-1.2/1.5) -- (0,9/1.5) node[above] {$y$};
            \draw (0, 0) node[below left] {O};
            
            % f = x + sin
            \draw[line width=1pt, domain=1:7.28] plot (\x, {(1.5 - sin((\x - 1) r) + (\x - 1))/1.5});
            \draw (4.5, 6/1.5) node[left] {$f$};
            
            % g = sin
            \draw[line width=1pt, domain=1:7.28] plot (\x, {(1.5 - sin((\x - 1) r))/1.5});
            \draw (5.5, 2.8/1.5) node[right] {$g$};
            
            % 切线
            \draw[line width=1pt, color=red] (1.87, 0.5/1.5) -- (3.57, 0.5/1.5);
            \draw[line width=1pt, domain=1.8:3.58] plot (\x, {(\x - 0.5)/1.5});
            
            % 辅助线及各种记号
            \draw[line width=1pt, color=red] (1, 1.5/1.5) -- (7.28, 7.78/1.5);
            \draw[line width=1pt, dashed] (2.57, 2.047/1.5) -- (2.57, 0) node[below] {$\xi$};
            \draw[line width=1pt, dashed] (7.28, 7.78/1.5) -- (7.28, 0) node[below] {$b$};
            \draw[line width=1pt, dashed] (7.28, 7.78/1.5) -- (0, 7.78/1.5) node[left] {$f(b)$};
            \draw[line width=1pt, dashed] (1, 1.5/1.5) -- (1, 0) node[below] {$a$};
            \draw[line width=1pt, dashed] (7.28, 1.5/1.5) -- (0, 1.5/1.5) node[left] {$f(a)$};
        \end{tikzpicture}    
        
        }           
    \end{document}    
    
    展开全文
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  • 如何Latex文档中直接画图?

    万次阅读 2015-12-10 22:18:18
    Latex提供直接画图的命令,其参考手册是pgf/tikz. 下面给个简单例子: \documentclass[11pt]{article} ... \usepackage{tikz} % Optional PGF libraries \usepackage{pgflibraryarrows} \usepackage{pgflibrarysnakes...
    Latex提供直接画图的命令,其参考手册是pgf/tikz.
    下面给个简单例子:
    \documentclass[11pt]{article}
    ...
    \usepackage{tikz}
    % Optional PGF libraries
    \usepackage{pgflibraryarrows}
    \usepackage{pgflibrarysnakes}
    ...
    \begin{document}
    ...
    \begin{tikzpicture}
    \draw (1,0) -- (0,1) -- (-1,0) -- (0,-1) -- cycle;
    \end{tikzpicture}
    ...
    \end{document}

    展开全文
  • LaTex 中,可以直接使用 picture 环境绘制图形。但这种方法具有局限性,比如线段的斜率和圆的半径只能在一个很小的范围内取值。picture 环境提供了 \qbezier 命令,"q" 表示 "quadratic"。许多常用的曲线如圆、...

    在 LaTex 中,可以直接使用 picture 环境绘制图形。但这种方法具有局限性,比如线段的斜率和圆的半径只能在一个很小的范围内取值。picture 环境提供了 \qbezier 命令,"q" 表示 "quadratic"。许多常用的曲线如圆、椭圆、或者悬链线都可以用二次 Bezier 曲线得到令人满意的近似,虽然这可能需要一些辛苦的数学准备。

    虽然在 LaTex 里绘图有局限性而且比较繁琐,但绘图而不插入额外的图片,会使得生成的文档体积较小,比较实用。

    如果想要在 LaTex 中使用 picture 环境来绘制一些简单的图形,就需要知道它的语法,如下所示:

    \begin{picture}(x,y)...\end{picture}
    % 或者
    \begin{picture}(x,y)(x0,y0)...\end{picture}
    • (x, y) :在文档中图形保留一个矩阵的区域。
    • (x0, y0) :可选参数,为矩形左下角指派任意的坐标。相对于 \unitlength 而言,任何时候(除了在picture环境之内以外),都可以使用命令 \setlength{\unitlength}{1.2cm} 来改变。

    大多数的绘图命令是下面两种格式之一

    \put(x,y){object}
    % 或者
    \multiput(x,y)(△x,△y){n}{object}
    • (x, y):起始点。
    • (△x,△y):从一个对象到下一个的平移向量。
    • {n}n 为对象的数目。
    • {object}object 为要绘制的对象。

    控制绘制图像的线宽的两类命令如下所示:

    • \linethickness{length}:仅对水平和垂直直线及二次 Bézier 曲线有作用。
    • \thinlines\thicklines:可以作用于倾斜的线段、圆和椭圆。\thinlines 让线变得更细;\thicklines 让线变得更粗。

    下面是使用 \multiput 的案例。

    \setlength{\unitlength}{2mm}
    \begin{picture}(30,20)
    \linethickness{0.075mm}
    \multiput(0,0)(1,0){26}{\line(0,1){20}}
    \multiput(0,0)(0,1){21}{\line(1,0){25}}
    \linethickness{0.15mm}
    \multiput(0,0)(5,0){6}{\line(0,1){20}}
    \multiput(0,0)(0,5){5}{\line(1,0){25}}
    \linethickness{0.3mm}
    \multiput(5,0)(10,0){2}{\line(0,1){20}}
    \multiput(0,5)(0,10){2}{\line(1,0){25}}
    \end{picture}

    61d889583b10784daad1d0f4efa2081d.png

    使用 picture 环境来绘制一个圆,它的语法如下:

    \put(x,y){\circle{diameter}}
    % 或
    \put(x, y){\circle*{diameter}}
    • (x, y) 为圆心坐标。
    • diameter 为圆的直径。picture环境只允许diameter直径最大值约为 14mm
    • \circle{} 画出空心圆;\circle*{} 画出实心圆。

    跟线段的情况一样,你可能需要其他宏包的帮助,比如 eepic 或者 pstricks

    也可以使用二次 Bézier 曲线拼成一个圆。下面看案例。

    \setlength{\unitlength}{1mm}
    \begin{picture}(10,6)
    \put(20,30){\circle{1}}
    \put(20,30){\circle{4}}
    \put(20,30){\circle{8}}
    \put(20,30){\circle{14}}
    \end{picture}

    d2d5bea3cd82a7f5c57f76092054080f.png

    \setlength{\unitlength}{1mm}
    \begin{picture}(10,6)
    \put(15,30){\circle*{1}}
    \put(20,30){\circle*{4}}
    \put(25,30){\circle*{8}}
    \put(30,30){\circle*{14}}
    \end{picture}

    6108670cf4e6b471b1ed98d3531f0f5a.png

    椭圆

    使用 picture 环境绘制椭圆,语法如下:

    \put(x, y){\oval(w, h)[position]}
    • (x, y) 为椭圆的中心点。
    • (w, h) 中参数 w 表示椭圆的宽,参数 h 表示椭圆的高。
    • [position] 中的参数 position为可选的,它的值可为 btlr ,分别表示仅绘制椭圆的 “下部”“上部”“左部”“右部”

    下面看案例。

    \setlength{\unitlength}{1cm}
    \begin{picture}(6,6)
    \linethickness{0.075mm}
    \put(2, 3){\oval(3, 1.8)}
    \end{picture}

    d3209e3058444d014fd6c48982edf140.png

    \setlength{\unitlength}{1cm}
    \begin{picture}(6,6)
    \thinlines
    \put(3, 2){\oval(3, 1.8)}
    \end{picture}

    634cfca56fdf9274fc3234e89ce33e23.png

    \setlength{\unitlength}{1cm}
    \begin{picture}(6,6)
    \thicklines
    \put(3, 2){\oval(3, 1.8)}
    \end{picture}

    8d951872fd17197b815e1bf111b2134b.png

    可以明显地看出,上面三个图形的线不一样。接着,绘制二分之一椭圆。

    \setlength{\unitlength}{1cm}
    \begin{picture}(6,6)
    \thicklines
    \put(2, 3){\oval(3, 1.8)[b]}
    \end{picture}

    4a9cdb8339ede25bd563e661b23cb150.png

    下面绘制四分之一椭圆。

    \setlength{\unitlength}{1cm}
    \begin{picture}(6,6)
    \thicklines
    \put(2, 3){\oval(3, 1.8)[bl]}
    \end{picture}

    3ed9fcb559a041abc04a1a3f77c20882.png

    线段

    picture 环境中绘制线段,使用如下语法:

    \put(x,y){\line(x1,y1){length}}
    • (x, y):线段的绘制起点。
    • (x1, y1):与(x, y) 相对应的线段方向向量。方向向量需由 -6-5,...,5,6 整数构成且它们需要互斥(除 1 以外,没有公约数)。
    • [length]length 表示线段的长度。长度是相对于 \unitlength 来说的。

    下面看案例。

    \setlength{\unitlength}{5cm}
    \begin{picture}(1,1)
    \put(0, 0){\line(1, 0){1}}
    \put(0,0){\line(1,1){.2}}
    \put(.2,.2){\line(2,1){.33}}
    \put(.53, .365){\line(5,1){.15}}
    \put(0, 0){\line(0, 1){1}}
    \end{picture}

    e01b49d981823b95b07920bbba1e0adc.png

    箭头

    picture 环境中绘制箭头,使用如下语法:

    \put(x,y){\vector(x1,y1){length}}
    • (x, y):箭头绘制起点。
    • (x1, y1):与 (x, y) 相对的箭头方向向量。方向向量需由 -4-3,...,3,4 整数构成且它们需要互斥(除 1 以外,没有公约数)。
    • [length]length 表示线段长度。

    注意:命令 \thicklines 对指向左上方的两个箭头产生效果。

    下面看案例。

    \setlength{\unitlength}{0.75mm}
    \begin{picture}(1,1)
    \put(0, 0){\vector(1, 0){30}}
    \put(0, 0){\vector(4, 1){20}}
    \thicklines
    \put(0, 0){\vector(-4, 1){25}}
    \thinlines
    \put(0, 0){\vector(-1, -4){5}}
    \end{picture}

    4b3721c462c1e1bdb04da718861edfd0.png

    公式

    picture 环境中使用 \put 命令绘制文本与公式。如下所示:

    \setlength{\unitlength}{0.8cm}
    \begin{picture}(6,5)
    \thicklines
    \put(1,0.5){\line(2,1){3}}
    \put(4,2){\line(-2,1){2}}
    \put(2,3){\line(-2,-5){1}}
    \put(0.7,0.3){$A$}
    \put(4.05,1.9){$B$}
    \put(1.7,2.95){$C$}
    \put(3.1,2.5){$a$}
    \put(1.3,1.7){$b$}
    \put(2.5,1.05){$c$}
    \put(0.3,4){$F=\sqrt{s(s-a)(s-b)(s-c)}$}
    \put(3.5,0.4){$\displaystyle
    s:=\frac{a+b+c}{2}$}
    \end{picture}

    e24e08b9bef97ad6a60b742d9f919a09.png

    二次 Bézier 曲线

    Bézier 曲线需要如下命令绘制:

    \qbezier(x1,y1)(x,y)(x2,y2)
    • (x1, y2)Bézier 曲线中的起点。
    • (x, y)Bézier 曲线的中间控制点。
    • (x2, y2)Bézier 曲线中的终点。

    令 P1=(x1,y1),P2=(x2,y2)和 m1,m2分别表示一条二次 Bézier 曲线的两个端点及其对应斜率。中间控制点 S = (x, y) 则由下述方程给出

    81873c8c254abe2e499ffab6961deb07.png

    下面是使用二次 Bézier 曲线拼接的圆形。

    \setlength{\unitlength}{0.8cm}
    \begin{picture}(6,4)
    \qbezier(4,2)(4,3)(3,3)
    \qbezier(3,3)(2,3)(2,2)
    \qbezier(2,2)(2,1)(3,1)
    \qbezier(3,1)(4,1)(4,2)
    \end{picture}

    6f598a90bc5305c87dfffc8d2c25e114.png

    使用四条二次 Bézier 曲线拼成圆形的效果不是很让人满意。

    再看一下其他的案例。

    \setlength{\unitlength}{0.8cm}
    \begin{picture}(6,4)
    \put(0.5,0.5){\line(1,5){0.5}}
    \put(1,3){\line(4,1){2}}
    \qbezier(0.5,0.5)(1,3)(3,3.5)
    \end{picture}

    2959ef9ac29c7bebf3c345f7ecac657b.png

    \setlength{\unitlength}{0.8cm}
    \begin{picture}(6,4)
    \thinlines
    \put(2.5,2){\line(2,-1){3}}
    \put(5.5,0.5){\line(-1,5){0.5}}
    \linethickness{1mm}
    \qbezier(2.5,2)(5.5,0.5)(5,3)
    \end{picture}

    b2f40025de56e8c2e2435c009b1d04c2.png

    悬链线

    悬链线指的是两端固定的一条均匀、柔软的链条,在重力的作用下所具有的曲线形状。

    下面画出一条悬链线。

    \setlength{\unitlength}{1cm}
    \begin {picture} (4.3, 3.6)(-2.5,-0.25)
    \put(-2,0){\vector(1,0){4.4}}
    \put(2.45,-.05){$x$}
    \put(0,0){\vector(0,1){3.2}}
    \put(0,3.35){\makebox(0,0){$y$}}
    \qbezier(0.0,0.0)(1.2384,0.0)(2.0,2.7622)
    \qbezier(0.0,0.0)(-1.2384,0.0)(-2.0,2.7622)
    \linethickness{.075mm}
    \multiput(-2,0)(1,0){5}{\line(0,1){3}}
    \multiput(-2,0)(0,1){4}{\line(1,0){4}}
    \linethickness{.2mm}
    \put( .3,.12763){\line(1,0){.4}}
    \put(.5,-.07237){\line(0,1){.4}}
    \put(-.7,.12763){\line(1,0){.4}}
    \put(-.5,-.07237){\line(0,1){.4}}
    \put(.8,.54308){\line(1,0){.4}}
    \put(1,.34308){\line(0,1){.4}}
    \put(-1.2,.54308){\line(1,0){.4}}
    \put(-1,.34308){\line(0,1){.4}}
    \put(1.3,1.35241){\line(1,0){.4}}
    \put(1.5,1.15241){\line(0,1){.4}}
    \put(-1.7,1.35241){\line(1,0){.4}}
    \put(-1.5,1.15241){\line(0,1){.4}}
    \put(-2.5,-0.25){\circle*{0.2}}
    \end{picture}

    4813d30ea6c4bfbeaa2e37f4593c7934.png

    在上图中,悬链线 y=cosh x - 1 对称的两半由二次 Bézier 曲线分别近似地绘成。曲线的右半部分终止于点 (2, 2.7622),对应的斜率为 m=3.6269。再次使用 Bézier 的公式,可以计算中间控制点。计算结果为 (1.2384, 0)(-1.2384, 0)。图中的十字为真正的悬链线上的点。误差小于百分之一,很难被发现。

    该例指出了命令 \begin{picture} 的可选参数的用法。该图通过使用命令

    \begin{picture}(4.3, 3.6)(-2.5, -0.25)

    定义了方便的 "数学" 坐标:左下角(由黑色圆点标出)坐标是 (-2.5, -0.25)。

    坐标的相对性

    Bezier的公式给出了两条 Bezier 曲线的控制点。正向分支由 P1=(0,0),m1=1和 P2=(2,tanh2),m2=1/cosh22确定。与前例相同,本图也定义了在数学上方便的坐标,左下角的坐标是 (-3, -2)(黑点)。

    下面看案例。

    \setlength{\unitlength}{0.8cm}
    \begin{picture}(6,4)(-3,-2)
    \put(-2.5,0){\vector(1,0){5}}
    \put(2.7,-0.1){$\chi$}
    \put(0,-1.5){\vector(0,1){3}}
    \multiput(-2.5,1)(0.4,0){13}{\line(1,0){0.2}}
    \multiput(-2.5,-1)(0.4,0){13}{\line(1,0){0.2}}
    \put(0.2,1.4){$\beta=v/c=\tanh\chi$}
    \qbezier(0,0)(0.8853,0.8853)(2,0.9640)
    \qbezier(0,0)(-0.8853,-0.8853)(-2,-0.9640)
    \put(-3,-2){\circle*{0.2}}
    \end{picture}

    48f05a44fab8e10189657153ea1ff357.png

    预定义的图形盒子

    picture 环境中绘制图形盒子,使用如下语法进行声明:

    \newsavebox{name}

    声明后,使用如下语法进行定义:

    \savebox{name}{width, height}[position]{content}

    最后一步,使用如下语法重复绘制:

    \put(x, y)\usebox{name}
    • {name}:参数name 指明了 LaTex 存储槽,揭示了其命令本质。
    • {position}:可选参数 position,用于定义图形存放盒子的 “锚点”。tlbr 分别描述的位置为 “上”、“左”、“下”、“右”。
    \setlength{\unitlength}{0.5mm}
    \begin{picture}(120,168)
    \newsavebox{\foldera}
    \savebox{\foldera}(40,32)[bl]{% definition
    \multiput(0,0)(0,28){2}{\line(1,0){40}}
    \multiput(0,0)(40,0){2}{\line(0,1){28}}
    \put(1,28){\oval(2,2)[tl]}
    \put(1,29){\line(1,0){5}}
    \put(9,29){\oval(6,6)[tl]}
    \put(9,32){\line(1,0){8}}
    \put(17,29){\oval(6,6)[tr]}
    \put(20,29){\line(1,0){19}}
    \put(39,28){\oval(2,2)[tr]}
    }
    \newsavebox{\folderb}
    \savebox{\folderb}(40,32)[l]{% definition
    \put(0,14){\line(1,0){8}}
    \put(8,0){\usebox{\foldera}}
    }
    \put(34,26){\line(0,1){102}}
    \put(14,128){\usebox{\foldera}}
    \multiput(34,86)(0,-37){3}{\usebox{\folderb}}
    \end{picture}

    c3219435f8918a990b3e79254c271c2a.png

    由于命令 \line 在线段长度小于大约 3mm 的时候不能正常工作,所以必须使用命令 \oval

    总结

    在 LaTex 中,使用 picture 环境绘制图形有较大的局限性且比较繁琐,但也有其优点,就是不需要插入额外的图片。这篇文章主要是介绍了使用 picture 环境简单的绘制圆、椭圆、线段、箭头、Bézier曲线等图形。

    参考资料

    • 一份不太简短的LATEX2介绍 作者:Tobias Oetiker

    f7d7a4cea3719705773c5883d87f8f89.png

    c91c1c125be85e9cbff5f450ac3777cd.png

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  • 虚线,实线,双向箭头,箭头粗细,等等,都是在画图过程中,会遇到的问题,下面用一个简单案例展示,如何设计箭头,线条等 \begin{tikzpicture}[auto, box/.style = {draw, minimum height=8cm, minimum width=3...

    虚线,实线,双向箭头,箭头粗细,等等,都是在画图过程中,会遇到的问题,下面用一个简单案例展示,如何设计箭头,线条等

    \begin{tikzpicture}[auto,
    box/.style = {draw, minimum height=8cm, minimum width=3cm, align=left, outer sep=0pt},
    lbl/.style = {anchor=north west, outer sep=0mm},
    arrow1/.style = {
    	draw = black, thick, -{Latex[length = 2mm, width = 1.5mm]},
    },
    arrow2/.style = {
    	draw = black, dashed, line width=2pt, {Latex[length = 2mm, width = 2.5mm]}-{Latex[length = 2mm, width = 2.5mm]},
    },
    arrow3/.style = {
    	draw = black, line width=2pt, {Latex[length = 2mm, width = 2.5mm]}-{Latex[length = 2mm, width = 2.5mm]},
    },
    arrow4/.style = {
    	draw = black, dashed, line width=1pt, -{Latex[length = 2mm, width = 2.5mm]},
    } ]
    
    \node (n1)  [box, 
    label={[lbl] north west:Challenger ~~ $\mathcal{C}$}
    ]	{$ \begin{aligned}\\
    	(vk,sk) \overset{R}{\leftarrow} G()
    	\end{aligned} $	};
    
    \node (n3)  [box, 
    label={[lbl]north west:Adversary~~ $\mathcal{A}$},	
    right=20mm of n1
    ]
    {	};
    
    \node (n5) [draw,below=-8mm of n1]{$ V(vk) $};
    \node (n4) [below=5mm of n1]{true or false};
    
    \path[arrow1] ([yshift=2ex]  n1.east) -- node{$ vk $} ([yshift=2ex] n3.west);
    \path[arrow2] ([yshift=-2ex]  n1.east) -- ([yshift=-2ex] n3.west);
    \path[arrow4] ([yshift=-10ex]  n1.east) -- ([yshift=-10ex] n3.west);
    \path[arrow1] ([yshift=-6ex] n3.west) --  ([yshift=-6ex] n1.east);
    \path[arrow3] ([yshift=-14ex] n3.west) -- ([yshift=-14ex] n1.east);
    \path[arrow1] (n5) -- (n4);
    \end{tikzpicture}

      在导言区添加几行代码

    \usepackage{tikz}
    \usetikzlibrary{chains,scopes,positioning,backgrounds,shapes,fit,shadows,calc,arrows.meta}
    \RequirePackage{amsmath,mathrsfs,amsfonts,amssymb}
    

    上面的代码能够实现图中所示的案例,关于线条的更多控制,补充下面一些内容,各个属性可以组合使用,如案例所示

    • 线条粗细控制

    • 线条颜色,透明度

    • 线条样式

    • 线条两端控制

    • 折线控制

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  • visio画图如何插入到latex

    千次阅读 2015-03-25 11:35:23
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  • Latex Resource

    2012-11-20 19:34:49
    不必使用图形软件画图、存盘并插 入 L ATEX 文档,你可以直接描述图形,然后 L ATEX 会替你画好它。 第六章 包含一些潜在的危险信息,内容是关于如何改变 L ATEX 所产生文档的标 准布局。它会告诉你如何把 L ATEX 的...
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  • 112 分钟学会LATEX

    2016-01-11 14:22:10
    阅读这一章后,你应该对LATEX 如何工作有一个大致的理解。 第二章探究文档排版的细节。它解释了大部分必要的LATEX 命令和环境。在阅 读完这一章之后,你就能够编写你的第一份文档了。 第三章解释了如何使用LATEX ...
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空空如也

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