• LaTeX-Ausdrücke für das Fach Mathematik
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  • 01.03.2021
  • Mathematik
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Tabellen für im Fach Mathematik

Um mathematische und chemische Formeln auf Ihrem Arbeitsblatt zu generieren, nutzt unser Editor LaTeX (gesprochen "Latech"). Die Nutzung von LaTeX-Ausdrücken benötigt eine mit dem Komplexitätsgrad der Zielausdrücke gesteigerte Vorkenntnis. Einfache Ausdrücke können leichter generiert werden, verschachtelte Ausdrücke sind ggf. schwieriger zu entwickeln.



Um Ihnen die Erschließung zu vereinfachen (bis wir eine visuelle Oberfläche für LaTeX bereitstellen), nutzen Sie die folgenden Tabellen. Sie zeigen verschiedene und regelmäßig verwendete Ausdrücke für das Fach Mathematik.



Arithmetik

Zum besseren Verständnis sind die Symbole jeweils in einen kurzen Term eingebettet.

Rechenzeichen

Interpretation

und werden addiert

a + b

wird von subtrahiert

a - b

und werden multipliziert

a \cdot b

und werden multipliziert

a \times b

wird durch dividiert

a : b

wird durch dividiert

a / b

wird durch dividiert

a \div b

wird durch dividiert

\frac{a}{b}

plus oder minus

\pm a

minus oder plus

\mp a

Rechenzeichen

TIPP: Übernehmen Sie die Tabellen jeweils in Ihre Favoriten, indem Sie auf das Sternchen am Baustein klicken und rufen Sie sie über die Favoritensuche jederzeit auf.

Vergleichszeichen

Interpretation

ist kleiner als

a < b

ist größer als

a > b

ist kleiner als oder gleich

a \leq b

a \le b

ist kleiner als oder gleich

a \leqq b

ist größer als oder gleich

a \geq b

a \ge b

ist größer als oder gleich

a \geqq b

ist viel kleiner als

a \ll b

ist viel größer als

a \gg b

Vergleichszeichen

Teilbarkeit

Interpretation

teilt

a \mid b

teilt nicht

a \nmid b

und sind teilerfremd

a \perp b

und sind kongruent modulo

a \equiv b \text{ mod } m

Teilbarkeit

Intervalle

Interpretation

abgeschlossenes Intervall zwischen und

[a, b]

offenes Intervall zwischen und

(a, b)

offenes Intervall zwischen und

]a, b[

Intervalle

In analoger Weise werden halboffene Intervalle geschrieben.

Darstellung von Brüchen

Brüche werden durch den Befehl \frac{Zähler}{Nenner} erzeugt. Zähler und Nenner werden dabei in das erste bzw. zweite Paar geschweifter Klammern geschrieben. Leerzeichen zwischen Klammern und Ziffern/Buchstaben spielen keine Rolle. Bestehen Zähler und Nenner jeweils nur aus einem Zeichen, können die geschweiften Klammern weggelassen werden (d.h. anstatt \frac{a}{b} kann auch \frac a b geschrieben werden). In der folgenden Tabelle finden Sie einige Beispiele:

\frac 7 8

\frac{3x}{7y+2}

\frac{ a+b } {

c - \frac{b}{d}

}

\frac{1} {

\frac{a}{b} + \frac{c}{d} }

Gemeine Brüche

Gleichheitszeichen

Interpretation

ist gleich

a = b

ist nicht gleich

a \neq b

ist identisch mit

a \equiv b

ist ungefähr gleich

a \approx b

ist proportional zu

a \sim b

ist proportional zu

a \propto b

entspricht

a \, \hat{=} \, b

Gleichheitszeichen

Elementare Funktionen

Interpretation

Betrag von

\vert x \vert

| x |

größte ganze Zahl kleiner oder gleich

( abgerundet)

\lfloor x \rfloor

kleinste ganze Zahl größer oder gleich

( aufgerundet)

\lceil x \rceil

Wurzel aus

\sqrt{x}

-te Wurzel aus

\sqrt[n]{x}

x hoch n

x^n

Prozent

x \, \%

Elementare Funktionen

Anmerkungen:

  • Die Zeichen \, (Backslash Komma) in der letzten Zeile erzeugen einen kleinen Abstand zwischen "x" und dem Prozentzeichen, der etwas schmäler ist als ein normales Leerzeichen. Dieser Abstand ist nicht zwingend notwendig, ist aber aus ästhetischen Gründen zu empfehlen.
  • Wenn der Exponent bei einer Potenzfunktion länger ist als ein einzelnes Zeichen, muss der gesamte Exponent in geschweiften Klammern geschrieben werden, z.B. x^{2n+1}.

Komplexe Zahlen

Interpretation

Realteil von

\Re (z)

Imaginärteil von

\Im (z)

Realteil von

\mathrm{Re} (z)

Imaginärteil von

\mathrm{Im} (z)

Die komplexe Zahl

a + \mathrm{i} b

Konjugiert komplexe Zahl der Zahl

\bar z

Konjugiert komplexe Zahl der Zahl

z^{ \ast }

Konjugiert komplexe Zahl des Produkts

\overline{wz}

Komplexe Zahlen

Mengenlehre

Mengenkonstruktion

Interpretation

leere Menge

\varnothing, \emptyset

Menge bestehend aus den Elementen usw.

{ 1,2,3, \dots }

Menge oder Klasse der Elemente , die die Bedingung erfüllen

{ x \mid T(x) }

Menge oder Klasse der Elemente , die die Bedingung erfüllen

{ x : T(x) }

Mengenkonstruktion

Mengenoperationen

Interpretation

Vereinigung der Mengen und

A \cup B

Durchschnitt der Mengen und

A \cap B

Differenz der Mengen und

A \setminus B

symmetrische Differenz der Mengen und

A \triangle B

kartesisches Produkt der Mengen und

A \times B

Vereinigung disjunkter Mengen und

A \, \dot \cup \, B

Komplement der Menge

A^\mathrm{C}

Potenzmenge der Menge

\mathcal{P} (A)

\mathfrak{P} (A)

Mengenoperationen

Anmerkungen:

  • Die in den ersten beiden Zeilen angegebenen Symbole für den Realteil bzw. Imaginärteil einer komplexen Zahl sind nicht sehr weit verbreitet. Meist wird die Darstellung aus der dritten bzw. vierten Zeile verwendet.
  • Es ist allgemein üblich, die imaginäre Einheit "i" steil zu setzen, um sie kar von den kursiv gesetzten Variablen zu unterscheiden. Dies bewerkstelligt der Ausdruck \mathrm{i}. Alternativ kann auch der Befehl \text{i} verwendet werden.
  • Wenn man die konjugiert-komplexe Zahl einer komplexen Zahl z mit einem "Überstrich" darstellen möchte, kann man dies mit \bar tun. Dieser damit erzeugte Überstrich ist allerdings immer gleich lang (bzw. kurz), was unschön wirkt, wenn man längere Ausdrücke "überstreichen" möchte. Dafür eignet sich der Befehl \overline{}.

Mathematische Konstanten (Auszug)

Interpretation

Kreiszahl

\pi

eulersche Zahl

\mathrm{e}

goldener Schnitt

\Phi, \phi, \varphi

imaginäre Einheit

\mathrm{i}

Mathematische Konstanten

Mengenrelationen

Interpretation

ist (echte) Teilmenge von

A \subset B

ist echte Teilmenge von

A \subsetneq B

ist Teilmenge von

A \subseteq B

ist (echte) Obermenge von

A \supset B

ist echte Obermenge von

A \supsetneq B

ist Obermenge von

A \supseteq B

das Element ist in der Menge enthalten

a \in A

das Element ist in der Menge enthalten

A \ni a

A \owns a

das Element ist nicht in der Menge enthalten

a \notin A

das Element ist nicht in der Menge enthalten

A \not\ni a

Mengenrelationen

Hinweis: Die durch die Befehle \subset und \supset erzeugten Symbole (siehe die erste bzw. vierte Zeile) werden nicht einheitlich verwendet und schließen häufig die Gleichheit der beiden Mengen nicht aus. Wenn eine strikte (d.h. echte) Teilmenge (bzw. Obermenge) dargestellt werden soll, empfiehlt sich daher der Befehl \subsetneq (bzw. \supsetneq), siehe die zweite (bzw. fünfte) Zeile.

Zahlenmengen

Interpretation

Primzahlen

\mathbb{P}

natürliche Zahlen

\mathbb{N}

ganze Zahlen

\mathbb{Z}

rationale Zahlen

\mathbb{Q}

reelle Zahlen

\mathbb{R}

komplexe Zahlen

\mathbb{C}

Zahlenmengen

Analysis

Folgen und Reihen

Interpretation

Folge mit den Folgengliedern

(a_n)_{ n \in \mathbb{N} }

Folge mit den Folgengliedern

\left( a_n \right)_{n = 1}^\infty

die Folge konvergiert gegen den Grenzwert

a_n \to a

strebt nach unendlich

n \to \infty

konvergiert gegen (für gegen )

a_n \xrightarrow{n \to \infty} a

Summe der Zahlen über alle

\sum_{ j \in I } a_j

Summe der Zahlen über alle

(mit Laufindex unter der Summe)

\sum\limits_{ j \in I } a_j

Summe der Zahlen von bis

\sum_{ j = 1 }^{n} a_j

Summe der Zahlen von bis

(mit Laufindex unter der Summe)

\sum\limits_{ j = 1 }^{n} a_j

Produkt der Zahlen über alle

\prod_{ j \in I } a_j

Produkt der Zahlen über alle

(mit Laufindex unter dem Produkt)

\prod\limits_{ j \in I } a_j

Produkt der Zahlen von bis

\prod_{ j = 1 }^{n} a_j

Produkt der Zahlen von bis

(mit Laufindex unter dem Produkt)

\prod\limits_{ j = 1 }^{n} a_j

Folgen und Reihen

Anmerkung:

Die Befehle \left und \right in der zweiten Zeile können prinzipiell weggelassen werden. Das "unendlich"- Symbol wird dann allerdings etwas tiefer gesetzt, was etwas "gequetscht" wirkt. Im Allgemeinen kann man diese Befehle vor Klammern setzen (\left vor die öffnende und \right vor die schließende Klammer), um die Größe der Klammern automatisch an das größte Objekt innerhalb der Klammern anzupassen (bei größeren Ausdrücken sehr empfehlenswert). Dies funktionert bei allen Arten von Klammern.

Differential- und Integralrechnung

Interpretation

erste Ableitung der Funktion

f^\prime

zweite Ableitung der Funktion

f^{\prime \prime}

erste bzw. zweite Ableitung von nach der Zeit (in der Physik)

\dot f, \ddot f

-te Ableitung der Funktion

f^{ (n) }

Ableitung der Funktion nach

\frac{ \mathrm{d} f }

{ \mathrm{d} x }

partielle Ableitung der Funktion nach

\frac{ \partial f }

{ \partial x }

Differenzenquotient

\frac{\Delta y}{\Delta x}

bestimmtes Integral zwischen und bzw. über das Gebiet

\int_a^b, \int_G

bestimmtes Integral zwischen und bzw. über das Gebiet

\int\limits_a^b, \int\limits_G

bestimmtes Integral der Funktion zwischen und

\int\limits_a^b f(x) \mathrm{d} x

Beispiel für eine vollständige Formel (man beachte die Integralgrenzen in geschweiften Klammern)

\int\limits_{ - \pi/2}^{\pi/2} \cos(x) \mathrm{d} x = 2

Integral über die Fläche

\iint_\mathcal{F}

Integral über das Volumen

\iiint_V

Differential- und Integralrechnung

Vektoranalysis

Interpretation

Gradient der Funktion

\nabla f

Divergenz des Vektorfelds

\nabla \cdot F

Rotation des Vektorfelds

\nabla \times F

Laplace-Operator der Funktion

\Delta f

Vektoranalysis

Funktionen

Interpretation

die Funktion bildet von der Menge in die Menge ab

f : A \to B

A \overset{f}{\to} B

die Funktion bildet das Element auf das Element ab

f : x \mapsto y

x \overset{f}{\mapsto} y

Einschränkung der Funktion auf die Menge

f \vert_X

Platzhalter für eine Variable als Argument der Funktion

f(\cdot)

Umkehrfunktion zur Funktion

f^{-1}

Urbild der Menge unter der Funktion

f^{-1}(Y)

Verkettung der Funktionen und

f \circ g

Funktionen

Grenzwerte

Interpretation

linksseitiger Grenzwert der Funktion für gegen

\lim\limits_{x \uparrow a} f(x)

linksseitiger Grenzwert der Funktion für gegen

\lim\limits_{x \nearrow a} f(x)

beidseitiger Grenzwert der Funktion für gegen

\lim\limits_{x \to a} f(x)

rechtsseitiger Grenzwert der Funktion für gegen

\lim\limits_{x \searrow a} f(x)

rechtsseitiger Grenzwert der Funktion für gegen

\lim\limits_{x \downarrow a} f(x)

Grenzwert der Funktion für gegen unendlich

\lim\limits_{x\to\infty}

Grenzwerte

Anmerkung:

Der Befehl \limits kann (siehe auch die entsprechenden Notationen des Summen- und Produktsymbols) prinzipiell weggelassen werden - dann wird der Ausdruck "x gegen a" jedoch nicht unter dem Limes, sondern rechts daneben und tiefgestellt platziert.

Lineare Algebra und Geometrie

Elementargeometrie

Interpretation

Länge der Strecke zwischen den Punkten und

\overline{AB}

\vert AB \vert

Vektor (nur für einzelne Zeichen geeignet)

\vec{v}

Verbindungsvektor der Punkte und

\overrightarrow{AB}

Verbindungsvektor der Punkte und

\overset{\longrightarrow}{AB}

Winkel mit den Schenkeln und

\angle ABC

Dreieck mit den Eckpunkten und

\triangle ABC

Viereck mit den Eckpunkten und

\square ABCD

die Geraden und sind parallel

g \parallel h

die Geraden und sind nicht parallel

g \nparallel h

die Geraden und sind orthogonal

g \perp h

Elementargeometrie

Vektoren und Matrizen

Vektoren und Matrizen (mit mehreren Zeilen) können am einfachsten mit der pmatrix-Umgebung erzeugt werden. Der Standard-Code lautet: \begin{pmatrix} # \end{pmatrix}. Anstelle der Raute wird der Inhalt des Vektors/der Matrix geschrieben. Eine neue Zeile wird mit \ begonnen. Durch ein Kaufmanns-& wird der Beginn einer neuen Spalte gekennzeichnet. Dies muss in jeder Zeile geschehen. Möchte man eine Matrix mit n Spalten erzeugen, muss also in jeder Zeile (n-1)-mal ein & stehen. Hier einige Beispiele:

Interpretation

Zeilenvektor mit den Komponenten

(x,y,z)

Zeilenvektor mit den Komponenten

(x_1, x_2, \dots, x_n)

Spaltenvektor bestehend aus den Elementen

\begin{pmatrix}

x \\ y \\ z

\end{pmatrix}

Vektoren und Matrizen

Interpretation

Spaltenvektor bestehend aus den Elementen

\begin{pmatrix}

x_1 \\ x_2 \\ \vdots \\ x_n

\end{pmatrix}

-Matrix mit den Einträgen

\begin{pmatrix}

a & b \\ c & d

\end{pmatrix}

quadratische Einheitsmatrix mit Zeilen und Spalten

\begin{pmatrix}

1 & 0 & \dots & 0 \\

0 & 1 & \dots & 0 \\

\vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\

0 & 0 & \dots & 1

\end{pmatrix}

-Matrix bestehend aus den Elementen bis

(man beachte die Indizes in geschweiften Klammern)

\begin{pmatrix}

a_{11} & a_{12} & \dots & a_{1n} \\

a_{21} & a_{22} & \dots & a_{2n} \\

\vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\

a_{m1} & a_{m2} & \dots & a_{mn}

\end{pmatrix}

Vektoren und Matrizen (Fortsetzung)

Vektorrechnung

Interpretation

Skalarprodukt der Vektoren und

v \cdot w

v \bullet w

\langle v,w \rangle

Vektor-/Kreuzprodukt der Vektoren und

v \times w

Betrag des Vektors

|v|

\vert v \vert

Norm des Vektors

\| v \|

\Vert v \Vert

der transponierte Vektor des Vektors

v^\mathrm{T}, v^\top

Vektorrechnung

Matrizenrechnung

Die gängigen Symbole aus der Matrixrechnung (Produkt, Betrag, Norm, Transposition) decken sich im Wesentlichen mit denen aus der Vektorrechnung. Weitere Notationen ergeben sich aus bereits bekannten Befehlen (bspw. A^{-1} für die inverse Matrix ).

Stochastik

Kombinatorik

Interpretation

Zahl der Permutationen von Elementen

n!

Zahl der Kombinationen ohne Wiederholung von aus Elementen ( über )

\binom{n}{k}

Kombinatorik

Wahrscheinlichkeitsrechnung

Interpretation

Wahrscheinlichkeit des Ereignisses

P(A)

Wahrscheinlichkeit des Ereignisses unter der Voraussetzung

P(A \mid B)

Erwartungswert der Zufallsvariable

\mathrm{E}[X]

Varianz der Zufallsvariable

\mathrm{Var}[X]

Standardabweichung der Zufallsvariable

\mathrm{sd}[X]

Kovarianz der Zufallsvariablen und

\mathrm{Cov}[X,Y]

Korrelation der Zufallsvariablen und

\rho(X,Y)

die Zufallsvariable folgt der Verteilung

X \sim F

Wahrscheinlichkeitsrechnung

Statistik

Interpretation

Median der Werte

\tilde x

Mittelwert der Werte

\bar x

Mittelwert aller Werte einer Funktion (in der Physik)

\langle f \rangle

Schätzwert für den Parameter

\hat p

Statistik

Logik

Definitionszeichen

Interpretation

wird per Definition gleich gesetzt (für mathematische Objekte)

A := B

wird per Definition gleichwertig zu gesetzt (für Aussagen, z.B. Notationen)

A : \Leftrightarrow B

Definitionszeichen

Junktoren

Interpretation

Aussage und Aussage

A \land B

Aussage oder Aussage (oder beide)

A \lor B

Aussage impliziert Aussage

A \Rightarrow B

A \rightarrow B

A \implies B

Aussage impliziert Aussage und umgekehrt

A \Leftrightarrow B

A \leftrightarrow B

A \iff B

entweder Aussage oder Aussage

A \nLeftrightarrow B

A \nleftrightarrow B

A \nsim B

A \oplus B

A \veebar B

A \dot \lor B

nicht Aussage

\lnot A

\bar A

Junktoren

Quantoren

Interpretation

für alle Elemente

\forall \, x

es existiert mindestens ein Element

\exists \, x

es existiert genau ein Element

\exists! \, x

es existiert kein Element

\nexists \, x

Quantoren

Anmerkung:

Es ist üblich, zwischen einem Quantor und einer Variable einen kleinen Abstand einzufügen (erzeugt durch \, ). Dieser kann jedoch auch weggelassen werden.

Deduktionszeichen

Interpretation

Aussage ist syntaktisch aus Aussage ableitbar

A \vdash B

Aussage folgt semantisch aus Aussage

A \models B

Aussage ist allgemeingültig (Tautologie)

\vDash A

A \top

Aussage ist widersprüchlich

A \bot

Ende des Beweises

\blacksquare

Ende des Beweises

\Box

\square

Deduktionszeichen

Griechische Buchstaben

\Alpha, \alpha

\Beta, \beta

\Gamma, \gamma

\Delta, \delta

\Epsilon, \epsilon, \varepsilon

\Zeta, \zeta

\Eta, \eta

\Theta, \theta, \vartheta

\Iota, \iota

\Kappa, \kappa

\Lambda, \lambda

\Mu, \mu

Griechische Buchstaben (1)

\Nu, \nu

\Xi, \xi

\mathrm{O}, o

\Pi, \pi, \varpi

\Rho, \rho, \varrho

\Sigma, \sigma, \varsigma

\Tau, \tau

\Upsilon, \upsilon

\Phi, \phi,

\varphi

\Chi, \chi

\Psi, \psi

\Omega, \omega

Griechische Buchstaben (2)

Anmerkungen:

  • Die griechischen Großbuchstaben werden automatisch steil gesetzt, während die Kleinbuchstaben standardmäßig kursiv ausgegeben werden.
  • Anstatt dem Makro für einen Großbuchstaben (z.B. \Alpha) kann man auch den entsprechenden lateinischen Buchstaben (sofern vorhanden) in den Befehl \mathrm{} schreiben (z.B. \mathrm{A} ). Dies erzeugt dieselbe Ausgabe.
  • Möchte man einen Großbuchstaben kursiv setzen, muss nur der entsprechende lateinische Buchstabe (falls vorhanden) eingegeben werden (ohne Zusätze). Gibt es keinen entsprechenden lateinischen Buchstaben, liefert der Befehl \mathit{} mit dem Makro des griechischen Buchstabens das Gewünschte (z.B. \mathit{\Gamma} ).
  • Das Steilsetzen von kleinen griechischen Buchstaben wiederum ist aufwendiger und aus technischen Gründen aktuell nicht möglich.
  • Der Buchstabe Omikron besitzt als einziger griechischer Buchstabe keine eigenen Makros - weder für den Groß- noch für den Kleinbuchstaben. Er wird entweder ganz gewöhnlich als O bzw. o eingegeben (dann erscheint er kursiv), oder als \mathrm{O} bzw. \mathrm{o} (für eine steile Ausgabe).
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