path: root/Master/texmf-dist/doc/latex/lshort-finnish/src/matikka.tex

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Contents: Math typesetting with LaTeX
% $Id: matikka.tex,v 1.2 2005/04/05 08:05:09 hellgren Exp $
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
\chapter{Matemaattisten kaavojen ladonta}

\begin{intro}
  Nyt se alkaa! Tässä luvussa käydään kiinni \TeX:n päävahvuuteen:
  matematiikan ladontaan. Varoituksena kuitenkin, että tämä luku
  raapaisee vasta pintaa. Tässä selitetyt asiat riittävät useimmille,
  eikä pidä hätääntyä vaikka täältä ei löytyisikään ratkaisuja omaan
  työhösi liittyvän matematiikan ladontaan. Ongelmaan on ratkaisu
  todennäköisesti \AmS-\LaTeX:ssa.\footnote{\emph{American Mathematical Society}
  on tehnyt kattavan lisäyksen {\LaTeX}-makroihin. Monet tämän luvun
  esimerkeistä käyttävät näitä lisämakroja, jotka kuuluvat kaikkiin
  ajan tasalla oleviin {\TeX}-järjestelmiin. Tarvittaessa ne löytyvät
  osoitteesta \CTANref|macros/latex/required/amslatex|.}
  
\end{intro}
  
\section{Yleistä}

\LaTeX:ssa on erityinen toimintotila \index{matematiikka} matematiikan ladonnalle.
Matematiikkaa voidaan latoa joko samalle riville tekstin sekaan tai erikseen
omalle rivilleen. Matemaattinen teksti lisätään \ci{(}:n ja \ci{)}:n väliin,
\index{$@\texttt{\$}} 
\texttt{\$}:n ja \texttt{\$}:n väliin tai \verb|\begin{|\ei{math}\verb|}|:n
ja \verb|\end{math}|:n väliin.\index{kaavat}

\begin{example}
Laskemalla yhteen $a$:n neliö ja
$b$:n neliö saadaan $c$:n neliö.
Tai matemaattisemmin sanottuna:
$c^{2}=a^{2}+b^{2}$
\end{example}

\begin{example}
\TeX{} lausutaan 
$\tau\epsilon\chi$.\\[6pt]
100~m$^{3}$ vettä\\[6pt]
Tämä tulee $\heartsuit$:stä.
\end{example}

On suositeltavampaa esittää matemaattiset yhtälöt ja kaavat omalla
rivillään, eikä muun tekstin seassa. Tämä tarkoittaa, että ne pitäisi
kirjoittaa \ci{[}:n ja \ci{]}:n väliin tai \verb|\begin{|\ei{displaymath}\verb|}|:n
ja \verb|\end{displaymath}|:n väliin. 

\begin{example}
Laskemalla yhteen $a$:n ja $b$:n
neliöt saadaan $c$:n neliö. Tai
matemaattisemmin sanottuna: 
\begin{displaymath}
c^{2}=a^{2}+b^{2}
\end{displaymath}
tai lyhyemmin:
\[a+b=c\]
\end{example}

{\LaTeX}:n \ei{equation}-ympäristöä voidaan käyttää yhtälöjen
numerointiin. Yhtälön numero voidaan silloin merkitä \ci{label}:lla
ja siihen voidaan viitata muualla tekstissä makrolla \ci{ref} tai \ci{eqref}:

\begin{example}
\begin{equation} \label{eq:eps}
\epsilon > 0
\end{equation}
Yhtälöstä (\ref{eq:eps}) saadaan 
\ldots Samoin yhtälöstä \eqref{eq:eps}.
\end{example}

On huomattava, että ilmaisut ladotaan eri tavalla silloin kun ne tulevat
omalle rivilleen:
\begin{example}
$\lim_{n \to \infty} 
\sum_{k=1}^n \frac{1}{k^2} 
= \frac{\pi^2}{6}$
\end{example}
\begin{example}
\begin{displaymath}
\lim_{n \to \infty} 
\sum_{k=1}^n \frac{1}{k^2} 
= \frac{\pi^2}{6}
\end{displaymath}
\end{example}

\emph{Matematiikkatilan} ja \emph{tekstitilan} välillä on eroa.
Esimerkiksi \emph{matematiikkatilassa}:

\begin{enumerate}

\item Useimmat välilyönnit ja rivinvaihdot menettävät merkityksensä, sillä
kaikki välilyönnit johdetaan loogisesti matemaattisista ilmaisuista tai
ne pitää määritellä erityisesti komennoilla \ci{,}, \ci{quad} tai \ci{qquad}.

\item Tyhjiä rivejä ei sallita. Kaavan pitää mahtua samaan kappaleeseen.

\item Jokaista kirjainta käsitellään muuttujan nimenä ja ne ladotaan sen
mukaisesti. Jos halutaan latoa normaalia tekstiä kaavan sisään (normaalia
pystyä tekstiä normaalein välistyksin) on teksti lisättävä \verb|\textrm{...}|-komennnon
sisään (katso myös kohtaa \ref{sec:fontsz} sivulla \pageref{sec:fontsz}).
\end{enumerate}

\begin{example}
\begin{equation}
\forall x \in \mathbf{R}:
\qquad x^{2} \geq 0
\end{equation}
\end{example}

\begin{example}
\begin{equation}
x^{2} \geq 0\qquad
\textrm{kaikille }x\in\mathbf{R}
\end{equation}
\end{example}
 

%
% Add AMSSYB Package ... Blackboard bold .... R for realnumbers
%
Matemaatikot voivat olla hyvin pikkutarkkoja käytetyistä symboleista:
perinteisesti tässä käytettäisiin '\wi{liitutaululihavointi}a',\index{lihavoidut
symbolit} joka saadaan käyttöön \ci{mathbb}-komennolla \pai{amsfonts}- tai
\pai{amssymb}-pakkauksesta.
\ifx\mathbb\undefined\else
Viimeisestä esimerkistä tulee
\begin{example}
\begin{displaymath}
x^{2} \geq 0\qquad
\textrm{for all }x\in\mathbb{R}
\end{displaymath}
\end{example}
\fi

\section{Ryhmittely matematiikkatilassa}

Useimmat matemaattiset komennnot vaikuttavat vain seuraavaan merkkiin.
Jos vaikutus halutaan ulottaa useampaan merkkiin, on ne ryhmiteltävä
yhteen käyttämällä aaltosulkeita: \verb|{...}|.

\begin{example}
\begin{equation}
a^x+y \neq a^{x+y}
\end{equation}
\end{example}
 
\section{Matemaattisten kaavojen rakentaminen}

Tässä osiossa kerrotaan matemaattisen ladonnan tärkeimmät komennot.
Osi\-os\-sa \ref{symbols}, sivulla~\pageref{symbols} on yksityiskohtainen
luettelo komennoista, joilla ladotaan matemaattisia symboleja.

\textbf{Pienet \wi{kreikkalaiset kirjaimet}} kirjoitetaan muodossa \verb|\alpha|,
 \verb|\beta|, \verb|\gamma|, \ldots, isot kirjaimet kirjoitetaan muodossa
 \verb|\Gamma|, \verb|\Delta|, \ldots\footnote{\LaTeXe{} ei määrittele
  isoa Alfaa, sillä se näyttää samalta kuin normaali antiikva A.
  Kunhan uusi matemaattinen merkistökoodaus on valmis, asiat muuttuvat tältä
  osin.} 

\begin{example}
$\lambda,\xi,\pi,\mu,\Phi,\Omega$
\end{example}

\textbf{Eksponentit ja alaindeksit} voidaan määritellä käyttämällä\index{eksponentti}
\index{alaindeksi} \verb|^|\index{^@\verb"|^"|}- ja \verb|_|\index{_@\verb"|_"|}-merkkiä

\begin{example}
$a_{1}$ \qquad $x^{2}$ \qquad
$e^{-\alpha t}$ \qquad
$a^{3}_{ij}$\\
$e^{x^2} \neq {e^x}^2$
\end{example}

\textbf{Neliöjuuri}\index{neliöjuuri} kirjoitetaan \ci{sqrt}, $n$:s juuri saadaan
kirjoittamalla \verb|\sqrt[|$n$\verb|]|. Juuren koon \LaTeX{} määrittelee automaattisesti.
Jos pelkkä juuren merkki tarvitaan, käytä komentoa \verb|\surd|.

\begin{example}
$\sqrt{x}$ \qquad 
$\sqrt{ x^{2}+\sqrt{y} }$ 
\qquad $\sqrt[3]{2}$\\[3pt]
$\surd[x^2 + y^2]$
\end{example}

Komennot \ci{overline} ja \ci{underline} piirtävät vastaavasti
ilmaisun ylä- tai alapuolelle \textbf{vaakaviivan}. 
\index{vaakaviiva}
\begin{example}
$\overline{m+n}$
\end{example}

Komennot \ci{overbrace} ja \ci{underbrace} piirtävät ilmaisun
ylä- tai alapuolelle pitkän \textbf{vaakasulkeen}
\index{vaakasulje}
\begin{example}
$\underbrace{ a+b+\cdots+z }_{26}$
\end{example}

\index{matemaattiset!aksentit} Matemaattisten aksenttien, kuten pienten
nuolien tai \verb|~|-merkkien, lisäämiseksi muuttujiin voidaan käyttää
taulukossa~\ref{mathacc}, sivulla~\pageref{mathacc}, olevia komentoja.
Laajat hatut ja \verb|~|:t, jotka ulottuvat usean merkin yli, saadaan
aikaan komennoilla \ci{widetilde} ja \ci{widehat}. \verb|'|\index{'@\verb"|'"|}-symboli
tekee $'$:n.

% a dash is --

\begin{example}
\begin{displaymath}
y=x^{2}\qquad y'=2x\qquad y''=2
\end{displaymath}
\end{example}

\textbf{Vektorit}\index{vektorit} määritellään usein lisäämällä pieni
\wi{nuoli} muuttujan päälle. Tämä tehdään \ci{vec}-komennolla. 
\ci{overrightarrow} ja \ci{overleftarrow} ovat avuksi määriteltäessä
$A$:sta $B$:hen ulottuvaa vektoria.

\begin{example}
\begin{displaymath}
\vec a\quad\overrightarrow{AB}
\end{displaymath}
\end{example}

Yleensä kertolaskun pistesymbolia ei ladota näkyviin.
Joskus kuitenkin sitä käytetään helpottamaan kaavan
ryhmityksen hahmottamista. Siinä tapauksessa käytetään
komentoa \ci{cdot}

\begin{example}
\begin{displaymath}
v = {\sigma}_1 \cdot {\sigma}_2
    {\tau}_1 \cdot {\tau}_2
\end{displaymath}
\end{example}

Logaritmien ja muiden vastaavien functioiden nimet ladotaan usein
pystyllä kirjasimella eikä kursiivilla kuten muuttujat. Tästä syystä
\LaTeX{} tarjoaa seuraavat komennot tärkeimpien funktioiden nimien
latomiseksi:\index{matemaattiset!funktiot}

\begin{tabular}{lllllll}
\ci{arccos} &  \ci{cos}  &  \ci{csc} &  \ci{exp} &  \ci{ker}    & \ci{limsup} & \ci{min} \\
\ci{arcsin} &  \ci{cosh} &  \ci{deg} &  \ci{gcd} &  \ci{lg}     & \ci{ln}     & \ci{Pr}  \\
\ci{arctan} &  \ci{cot}  &  \ci{det} &  \ci{hom} &  \ci{lim}    & \ci{log}    & \ci{sec} \\
\ci{arg}    &  \ci{coth} &  \ci{dim} &  \ci{inf} &  \ci{liminf} & \ci{max}    & \ci{sin} \\
\ci{sinh} & \ci{sup} & \ci{tan} & \ci{tanh}\\
\end{tabular}

\begin{example}
\[\lim_{x \rightarrow 0}
\frac{\sin x}{x}=1\]
\end{example}

Modulolle\index{modulo} on kaksi komentoa: \ci{bmod}
binäärioperaattorille ''$a \bmod b$'' ja \ci{pmod} ilmaisuille
''$x\equiv a \pmod{b}$''.
\begin{example}
$a\bmod b$\\
$x\equiv a \pmod{b}$
\end{example}


\textbf{Murtoluvut}\index{murtoluvut} ladotaan komennolla
\ci{frac}\verb|{...}{...}|. Usein kauttaviivaa käyttävä muoto
$1/2$ on parempi, koska se näyttää paremmalta pienemmässä tilassa.
\begin{example}
$1\frac{1}{2}$~hours
\begin{displaymath}
\frac{ x^{2} }{ k+1 }\qquad
x^{ \frac{2}{k+1} }\qquad
x^{ 1/2 }
\end{displaymath}
\end{example}

Binomikertoimien tai vastaavien rakenteiden latomiseksi voidaan käyttää
\pai{amsmath}-makrojen komentoa \ci{binom}.

\begin{example}
\begin{displaymath}
\binom{n}{k}\qquad\mathrm{C}_n^k
\end{displaymath}
\end{example}
 
Binäärirelaatioita ajatellen voi olla hyvä, että symboleita voidaan
ladota päällekkäin. \ci{stackrel} sijoittaa ensimmäisessä
argumentissa annetun symbolin yläindeksin kokoisena jälkimmäisen
yläpuolelle.
\begin{example}
\begin{displaymath}
\int f_N(x) \stackrel{!}{=} 1
\end{displaymath}
\end{example}

\textbf{Integraali-operaattori}\index{integraali-operaattori} saadaan käskyllä
\ci{int}, \textbf{\wi{summa-operaattori}} käskyllä \ci{sum} ja \textbf{\wi{tulo-operaattori}}
käskyllä \ci{prod}.
Ylä- ja alarajat määritellään komennoilla \verb|^| ja \verb|_| kuten ylä- ja alaindeksit.
\footnote{\AmS-\LaTeX:ssa voidaan käyttää lisäksi monirivisiä ylä- ja alaindeksejä}
\begin{example}
\begin{displaymath}
\sum_{i=1}^{n} \qquad
\int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \qquad
\end{displaymath}
\end{example}

Mutkikkaiden kaavojen indeksien sijoitteluun \pai{amsmath}
tarjoaa kaksi työkalua: \ci{substack}-komennon ja \ei{subarray}-ympäristön:
\begin{example}
\begin{displaymath}
\sum_{\substack{0<i<n \\ 1<j<m}}
   P(i,j) =
\sum_{\begin{subarray}{l} i\in I\\
         1<j<m
      \end{subarray}}     Q(i,j)
\end{displaymath}
\end{example}

\medskip

\textbf{Sulkeille}\index{sulkeet} ja muille erottimille\index{erottimet}
on TeX:ssä kaikenlaisia symboleja (esim. $[\;\langle\;\|\;\updownarrow$).
Tavalliset ja hakasulkeet lisätään vastaavilla näppäimillä, kaarisulkeet
komennolla \verb|\{|. Kaikki muut eroittimet tehdään erityisillä komennoilla
(esim. \verb|\updownarrow|). Katso taulukosta~\ref{tab:delimiters},
sivulta~\pageref{tab:delimiters} luetteloa saatavilla olevista erottimista.

\begin{example}
\begin{displaymath}
{a,b,c}\neq\{a,b,c\}
\end{displaymath}
\end{example}

Jos aloittavan erottimen eteen pannaan komento \ci{left} tai päättävän
erottimen eteen \ci{right}, \TeX{} määrittelee automaattisesti erottimen
oikean koon. On huomattava, että jokaiselle \ci{left}-komennolle pitää löytyä
vastaava \ci{right} ja että koko määritellään oikein vain, jos kummatkin
käskyt on kirjoitettu samalle riville. Mikäli oikealle puolelle ei haluta
mitään, voidaan ottaa käyttöön näkymätön '\ci{right.}'!

\begin{example}
\begin{displaymath}
1 + \left( \frac{1}{ 1-x^{2} }
    \right) ^3
\end{displaymath}
\end{example}

Joissain tapauksissa on tarpeen määrittää matemaattisen
erottimen\index{matemaattinen!erotin} oikea koko käsin. Se tehdään
panemalla useimpien erotinkomentojen eteen \ci{big}, \ci{Big},
\ci{bigg} tai \ci{Bigg}.\footnote{Nämä komennot eivät toimi odotetusti,
mikäli tekstin kokoa on muutettu erityisillä käskyillä tai joko
\texttt{11pt}- tai \texttt{12pt}-optiota on käytetty. Tämän ongelman
ratkaisemiseksi voidaan käyttää makropaketteja \pai{exscale} tai
\pai{amsmath}.}

\begin{example}
$\Big( (x+1) (x-1) \Big) ^{2}$\\
$\big(\Big(\bigg(\Bigg($\quad
$\big\}\Big\}\bigg\}\Bigg\}$\quad
$\big\|\Big\|\bigg\|\Bigg\|$
\end{example}

Kaavaan voidaan lisätä \textbf{\wi{kolme pistettä}} useammalla käskyllä.
\ci{ldots} latoo pisteet perusviivalle, \ci{cdots} asettaa ne keskitetysti.
Tämän lisäksi käytössä ovat komennot \ci{vdots} pystysuorille ja \ci{ddots}
vinoille pisteille.\index{kolme pistettä!vaakasuorassa}\index{kolme pistettä!pystysuorassa}
\index{kolme pistettä!vinossa}\index{vaakasuorat!pisteet} Lisää esimerkkejä
löytyy osiosta~\ref{sec:vert}.

\begin{example}
\begin{displaymath}
x_{1},\ldots,x_{n} \qquad
x_{1}+\cdots+x_{n}
\end{displaymath}
\end{example}
 
\section{Välistys matematiikassa}

\index{välistys matematiikassa} Mikäli \TeX:n määrittelemät välit kaavoissa
eivät tyydytä, niitä voidaan muuttaa lisäämällä erityisiä välistyskomentoja.
Pienille väleille on muutamia komentoja: \ci{,} $\frac{3}{18}\:\textrm{quad}$:n
välille (\demowidth{0.166em}), \ci{:} $\frac{4}{18}\:\textrm{quad}$:n välille
(\demowidth{0.222em}) ja \ci{;} $\frac{5}{18}\:\textrm{quad}$:n
välille (\demowidth{0.277em}). Komennolla lisätty välilyönti \verb*.\ .
lisää keskikokoisen välin ja \ci{quad} (\demowidth{1em}) ja
\ci{qquad} (\demowidth{2em}) lisäävät ison välin. \ci{quad}:n
koko riippuu käytössä olevan kirjasimen 'M'-kirjaimen leveydestä.
\verb|\!|\cih{"!}-komento tuottaa $-\frac{3}{18}\:\textrm{quad}$:n
(\demowidth{0.166em}) negatiivisen välin.

\begin{example}
\newcommand{\ud}{\mathrm{d}}
\begin{displaymath}
\int\int_{D} g(x,y)\ud x \ud y
\end{displaymath}
sijaan tulee 
\begin{displaymath}
\int\!\!\!\int_{D} g(x,y)
  \, \ud x\, \ud y 
\end{displaymath}
\end{example}
Huomaa, että differentiaalin 'd' ladotaan tavallisesti antiikvalla.

\AmS-\LaTeX:ssa on toinen tapa välien säätämiseksi integraali-merkkien
välillä, nimittäin komennot \ci{iint}, \ci{iiint}, \ci{iiiint} ja \ci{idotsint}.
Kun \pai{amsmath}-makrot ovat käytössä, yllä oleva esimerkki voidaan
latoa näin:

\begin{example}
\newcommand{\ud}{\mathrm{d}}
\begin{displaymath}
\iint_{D} \, \ud x \, \ud y
\end{displaymath}
\end{example}

Katso lisätietoja tiedostosta testmath.tex (levitetään \AmS-\LaTeX:n mukana) tai
luvusta 8 kirjassa ''The LaTeX Companion''.

\section{Vertikaalisesti tasattu materiaali}
\label{sec:vert}

\textbf{Matriisien} latomiseksi käytetään \ei{array}-ympäristöä. Se
toimii samalla tavoin kuin \texttt{tabular}-ympäristö. Komentoa \verb|\\|
käytetään rivinvaihdon merkkinä.

\begin{example}
\begin{displaymath}
\mathbf{X} =
\left( \begin{array}{ccc}
x_{11} & x_{12} & \ldots \\
x_{21} & x_{22} & \ldots \\
\vdots & \vdots & \ddots
\end{array} \right)
\end{displaymath}
\end{example}

\ei{array}-ympäristöä voidaan käyttää myös latomaan ilmaisuja, joissa on
yksi iso rajoitin. Näkymättömästä \ci{right}-erottimesta käy \verb|.| (piste):

\begin{example}
\begin{displaymath}
y = \left\{ \begin{array}{ll}
 a & \textrm{if $d>c$}\\
 b+x & \textrm{aamulla}\\
 l & \textrm{pitkin päivää}
  \end{array} \right.
\end{displaymath}
\end{example}

Myös \ei{array}-ympäristössä voidaan piirtää viivoja samalla tavoin
kuin \verb|tabular|-ympäristössä, esim. matriisin sisällön jakamiseksi:
\begin{example}
\begin{displaymath}
\left(\begin{array}{c|c}
 1 & 2 \\
\hline
3 & 4
\end{array}\right)
\end{displaymath}
\end{example}

Useamman rivin mittaisille kaavoille ja yhtälöille\index{yhtälöt} voidaan
\texttt{equation}:n sijasta käyttää ympäristöjä \ei{eqnarray} ja \verb|eqnarray*|.
\texttt{eqnarray}:ssa joka rivi saa yhtälön numeron. \verb|eqnarray*| ei numeroi
mitään.

\texttt{eqnarray} ja \verb|eqnarray*| toimivat samoin kuin kolmisarakkeinen
taulukko, joka on muotoa \verb|{rcl}|, jossa keskimmäistä saraketta voidaan
käyttää yhtäsuuruusmerkkiin tai erisuuruusmerkkiin. Tai muuhun sopivaan
merkkiin. \verb|\\|-komento katkaisee rivin.

\begin{example}
\begin{eqnarray}
f(x) & = & \cos x     \\
f'(x) & = & -\sin x   \\
\int_{0}^{x} f(y)dy &
 = & \sin x
\end{eqnarray}
\end{example}

\noindent Huomaa, että yhtäsuuruusmerkin ympärillä olevat välit ovat melko
suuret. Sitä voidaan vähentää asettamalla \verb|\setlength\arraycolsep{2pt}|,
kuten seuraavassa esimerkissä.

\index{pitkät yhtälöt} \textbf{Pitkiä yhtälöitä} ei jaeta automaattisesti
sopiviin osiin. Kirjoittajan täytyy määritellä missä ne katkaistaan ja
miten paljon pitää sisentää. Kaksi yleisintä tapaa tehdä tämä esitellään
seuraavaksi.

\begin{example}
{\setlength\arraycolsep{2pt}
\begin{eqnarray}
\sin x & = & x -\frac{x^{3}}{3!}
     +\frac{x^{5}}{5!}-{}
                    \nonumber\\
 & & {}-\frac{x^{7}}{7!}+{}\cdots
\end{eqnarray}}
\end{example}
\pagebreak[1]

\begin{example}
\begin{eqnarray}
\lefteqn{ \cos x = 1
     -\frac{x^{2}}{2!} +{} }
                    \nonumber\\
 & & {}+\frac{x^{4}}{4!}
     -\frac{x^{6}}{6!}+{}\cdots
\end{eqnarray}
\end{example}

%\enlargethispage{\baselineskip}
\noindent \ci{nonumber}-komento estää \LaTeX:ia numeroimasta tätä
yhtälöä.

Voi olla vaikeaa saada pystyyn tasattuja yhtälöitä näkymään oikein
näillä keinoin; \pai{amsmath}-makropaketti tarjoaa tehokkaampia
tapoja (katso ympäristöjä \verb|align|, \verb|flalign|, \verb|gather|,
\verb|multline| ja \verb|split|).

\section{Haamut}

Haamuja ei voi nähdä, mutta ne kuitekin askarruttavat monien mieltä.
\LaTeX{} ei eroa tässä suhteessa. Haamuja voidaan käyttää mielenkiintoisten
välistystemppujen tekemiseen.

Kun tekstiä tasataan pystysuunnassa \verb|^|- ja \verb|_|-komentoja käytettäessä,
\LaTeX{} on joskus vähän liiankin avulias. \ci{phantom}-komennolla voidaan
varata tilaa merkeille, jotka eivät tule näkyviin lopputuloksessa. Parasta
kun vilkaistaan seuraavaa esimerkkiä: 

\begin{example}
\begin{displaymath}
{}^{12}_{\phantom{1}6}\textrm{C}
\qquad \textrm{versus} \qquad
{}^{12}_{6}\textrm{C}
\end{displaymath}
\end{example}
\begin{example}
\begin{displaymath} 
\Gamma_{ij}^{\phantom{ij}k}
\qquad \textrm{versus} \qquad
\Gamma_{ij}^{k}
\end{displaymath}  
\end{example}

\section{Matematiikan kirjasinkoko}\label{sec:fontsz}

\index{matematiikan kirjasinkoko} Matematiikkatilassa \TeX{} valitsee
kirjasimen koon kontekstin mukaan. Jos osa yhtälöstä halutaan latoa
antiikvalla, ei pidä käyttää \verb|\textrm|-komentoa, sillä kirjasimen
koon vaihtava mekanismi ei toimi, koska \verb|\textrm| siirtyy väliaikaisesti
takaisin tekstitilaan. Koonvaihtomekanismin toiminnan kannalta pitäisi käyttää
\verb|\mathrm|-käskyä. On kuitenkin huomattava, että \ci{mathrm} toimii
ainoastaan lyhyillä kohteilla. Välilyönnit ja kirjainten aksentit
eivät edelleenkään toimi.\footnote{\AmS-\LaTeX:ssa \ci{textrm}-komento
toimii koon vaihdon kanssa.}

\begin{example}
\begin{equation}
2^{\textrm{nd}} \quad 
2^{\mathrm{nd}}
\end{equation}
\end{example}

Toisinaan \LaTeX:lle täytyy kuitenkin kertoa kirjasimen oikea koko.
Matematiikkatilassa kirjasinkoko asetetaan neljällä komennolla:
\begin{flushleft}
\ci{displaystyle}~($\displaystyle 123$),
 \ci{textstyle}~($\textstyle 123$), 
\ci{scriptstyle}~($\scriptstyle 123$) ja
\ci{scriptscriptstyle}~($\scriptscriptstyle 123$).
\end{flushleft}

Tyylin vaihtaminen vaikuttaa myös rajoittimien esittämiseen.

\begin{example}
\begin{displaymath}
\mathop{\mathrm{corr}}(X,Y)= 
 \frac{\displaystyle 
   \sum_{i=1}^n(x_i-\overline x)
   (y_i-\overline y)} 
  {\displaystyle\biggl[
 \sum_{i=1}^n(x_i-\overline x)^2
\sum_{i=1}^n(y_i-\overline y)^2
\biggr]^{1/2}}
\end{displaymath}    
\end{example}
% This is not a math accent, and no maths book would be set this way.
% mathop gets the spacing right.

\noindent Tämä on eräs niistä esimerkeistä, joissa tarvitaan suurempia
sulkeita kuin \verb|\left[ \right]|:n tarjoamat.

\section{Teoreemat, lait, \ldots}

Matemaattisia dokumentteja kirjoitettaessa tarvitaan todennäköisesti
keino latoa lemmoja, määritelmiä, aksioomeja ja vastaavia rakenteita.
\LaTeX:ssa tätä tukee komento
\begin{lscommand}
\ci{newtheorem}\verb|{|\emph{nimi}\verb|}[|\emph{laskuri}\verb|]{|%
         \emph{teksti}\verb|}[|\emph{osio}\verb|]|
\end{lscommand}
Argumentti \emph{nimi} on lyhyt tunniste teoreemalle.
\emph{teksti}-argumentilla, määritellään teoreeman varsinainen nimi, joka
tulostuu lopulliseen dokumenttiin.

Hakasulkeissa olevat argumentit ovat vaihtoehtoisia. Niitä kumpaakin
käytetään määrittelemään teoreemassa käytettyä numerointia.
\emph{laskuri}"-argumentilla määritellään aikaisemmin määritellyn
teoreeman \emph{nimi}. Uusi teoreema numeroidaan sitten saman sarjan
mukaan. \emph{osio}-argumentilla voidaan määritellä osiointiyksikkö,
minkä mukaan teoreema numeroidaan.

Kun dokumentin esittelyosassa on suoritettu \ci{newtheorem}-komento,
voidaan dokumentissa käyttää seuraavaa käskyä.

\begin{code}
\verb|\begin{|\emph{nimi}\verb|}[|\emph{teksti}\verb|]|\\
Tämä on mielenkiintoinen teoreemani\\
\verb|\end{|\emph{nimi}\verb|}|     
\end{code}

Tämä teoriapuolesta. Seuraavat esimerkit toivottavasti poistavat
viimeisetkin epäilyt ja tekevät selväksi, että \verb|\newtheorem|-ympäristö
on ymmärtämisen kannalta liian mutkikas.

\begin{example}
% määritelmiä dokumentin 
% esittelyosaan
\newtheorem{laki}{Laki}
\newtheorem{jury}[laki]{Jury}
%itse dokumentti
\begin{laki} \label{laki:box}
Alä piiloudu todistajanaitioon
\end{laki}
\begin{jury}[Kaksitoista]
Se voisit olla sinä! Siispä varo
ja katso lakia \ref{laki:box}
\end{jury}
\begin{laki}Ei, ei, ei, ei\end{laki}
\end{example}

Jury-teoreema käyttää samaa laskuria kuin Laki-teoreema. Niinpä
se saa numeroinnin samasta sarjasta kuin muut ''Lait''. Hakasulkeissa
olevaa argumenttia käytetään määrittelemään teoreeman otsikkoa tai
vastaavaa.

\begin{example}
\flushleft
\newtheorem{mur}{Murphy}[section]
\begin{mur}
Jos on kaksi tai useampi
tapaa tehdä jotain, ja yksi
näistä tavoista voi johtaa
katastrofiin, niin joku
käyttää sitä tapaa.\end{mur}
\end{example}

Murphyn teoreema saa numeron joka on yhteydessä osion numeroon. Tässä
voidaan käyttää myös muita yksiköitä, esimerkiksi lukua tai alaosiota.

\section{Lihavoidut symbolit}
\index{lihavoidut symbolit}

\LaTeX:ssa on hyvin vaikeaa saada symboleja lihavoitua; tämä on
tehty ilmeisesti tarkoituksella, sillä amatöörilatojilla on tapana
käyttää niitä liikaa. Kirjasimenvaihtokäsky \verb|\mathbf| antaa
lihavoituja kirjaimia, mutta nämä ovat pystyjä antiikvakirjaimia, kun taas
matemaattiset symbolit ladotaan normaalisti kursiivilla. On olemassa
myös \ci{boldmath}-komento, mutta \emph{tätä voidaan käyttää vain
matematiikkatilan ulkopuolella}. Se toimii myös symboleille.

\begin{example}
\begin{displaymath}
\mu, M \qquad \mathbf{M} \qquad
\mbox{\boldmath $\mu, M$}
\end{displaymath}
\end{example}

\noindent Huomaa, että myös pilkku on lihavoitu, mikä voi olla tarkoituskin.

\pai{amsbsy}-makrot (jotka kuuluvat osana \pai{amsmath}-pakettiin) tekevät
tästä helpomman tehtävän, sillä siinä on mukana komento \ci{boldsymbol}.

\ifx\boldsymbol\undefined\else
\begin{example}
\begin{displaymath}
\mu, M \qquad
\boldsymbol{\mu}, \boldsymbol{M}
\end{displaymath}
\end{example}
\fi


%%% Local Variables: 
%%% mode: latex
%%% TeX-master: "lyhyt2e"
%%% End: