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GérardTisseauJacque sDuma
11févr ier2017
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Avant-propos9
Vousavezd esdocumentsà publier,a vecdesfigures..................9 Vousavezes sayéd'inclur edesfigures,sansgr andsuccès...............9 Nousvousrec ommandonsd'u tiliserTikZ.......................9 Celi vrevousaideàut iliserTikZ............................9 Chercherdanslelivre:l atabledesmat ières ......................9 Trouveruneréférenc e:legloss aire...........................10 Lesite compagnon....................................101Pr emièresfigures11
1.1Utilis ationdeTikZdansL
A T EX.............................11
1.1.2Insérerunefi gureTikZ:\begin{tikzpicture}...............12
1.2Lerep éragedes points..................................13
1.2.1Coordonnées cartésiennes:(x,y)........................13
1.2.2Coordonnées polaires:(a:r)..........................13
1.2.3É chelle:[scale=k]...............................14
1.3E xemple:tracerunsegmen touu ncercle.......................14
1.3.1É noncé:deuxsegments,uncercle .......................14
1.3.2S olutionàlamain................................14
1.3.3S olutionTikZ:(a,b)--(c,d )et(a,b)circle(r) ...........15
1.3.4É criredestextes:(x,y)node[position] {texte}............15
1.3.5Arcd ecercle: (x,y)arc(a :b:r)......................16
1.3.6Ann otations:angledroit,segmentségaux...................17
1.4Figure géométrique:méthod esdebase.........................19
1.4.1P roblèmeprincipal:calcu lerlescoordonnées.................19
1.4.2Exemp le:triangledecôtés3,4 et5......................19
1.4.3P réparerlafigureavec GeoGebra........................21
1.4.4Faireengen drerlecodeTikZparGeoGebra..................22
1.5E xercices:figuresgéométriqu es.............................22
1.5.1ThéorèmedeTh alès...............................23
1.5.2Parallélogramme .................................23
1.5.3Losan ge......................................23
1.5.4Centredegra vité.................................24
1.5.5Cerclecirco nscrit.................................24
1.5.6Ortho centre....................................25
1.5.7Centreducer cleinscrit.............................25
1.6Résu mé..........................................26
34TABLEDESMATIÈRES
2Ch emins,optionsgraphiqu es27
2.1S implifications,raccourcis,abstractions........................27
2.1.1Nommaged espoin ts:\coordinate(nom)at(x,y) .............27
2.1.2E nchaînementdetraits:chemin,positioncourante..............28
2.1.3Rectangle :(a,b)rectangle(c,d) ......................29
2.1.4Figures fermées:cycle,fill..........................29
2.1.5No eudssurlestraits:midway,sloped.....................30
2.1.6Coordonnées relatives:++(x,y)........................30
2.2Décoration s,styles,options graphiques.........................32
2.2.1Option s:[]...................................32
2.2.2É paisseurdestraits:thick,thin,line width=5pt............32
2.2.3P ointillés,stylesdestraits:dotted,dashed,double ............32
2.2.4P ointesdeflèches: ->,>=stealth ......................33
2.2.5Couleurs:red,color=gray!20 ........................33
2.3Axes, grille,fen êtred'a
chage.............................342.3.1Axes ........................................34
2.3.2Quad rillage(grille):grid............................35
2.3.3Fen êtred'a
chage:clip............................362.4Complé ments:opacité,couleurs,styles .........................36
2.4.1Ordre destracés,transparen ce:opacity...................36
2.4.2Noms etcalculs descou leurs,package xcolor.................37
2.4.3Défi nitiondestyles:\tikzstyle,\tikzset..................38
2.5E xercices:stylesde traits, flèches,co uleurs......................38
2.5.1Somme dedeuxv ecteurs.............................38
2.5.2Trian glerectangleinscritdans undemi- cercle.................39
2.5.3Angle inscritetangle aucentre.........................39
2.5.4P arallèles,aireségales..............................39
2.5.5Composéede deuxsymétriescentral es.....................39
2.5.6S uitegéométrique................................40
3Co urbes41
3.1Tracer unecourb e:plot(...)............................41
3.1.1Domaine :[domain=a:b]............................42
Lep roblèmedebabelfrançaisetde":»...................42 Utiliserlepackage microtype.........................43 Exemplesdedomaines ..............................433.1.2F ormulesmathématiquesd isponibles......................44
Fonctionstrigonométrique s...........................44 Opérationsbooléenne s..............................453.2Aspect dugraphe....................................45
3.2.1Nomb redepoints:samples...........................45
3.2.2Lissage :smooth,tension...........................46
3.2.3Discontin uités:onpeutséparerlesinterv alles.................46
3.2.4Grand esvaleurs:scale,\clip........................47
3.3Régions limitéespardescou rbes............................48
3.3.1Une courbeetdes segments:cycle,\fill,\filldraw...........48
3.3.2Régionen tredeu xcourbes............................49
3.3.3Régionn onconv exe:interiorrules.......................49
3.4Complém entstechniques.................................50
3.4.1Utilisationd eGn uplot:plotfunction....................50
3.4.2Au tomatisationdecertainescon figurations..................51
TABLEDESMATIÈRES5
3.5Exercices .........................................52
3.5.1Ellip se.Anglesaveccircleet\clip......................52
3.5.2a
b =b a3.5.3Fon ctionpériodique:\foreach.........................53
3.5.4Fon ctionsréciproques,aires:pattern.....................54
3.5.5Lemniscate deGerono.\scope,xshift,\filldraw ............55
3.6Résumé ..........................................56
4Géo métriedansl'espace59
4.1Coordon nées(x,y,z)..................................59
4.1.1Représenta tionTikZstandard.........................59
4.1.2Au tresreprésentation s:x=...,y=...,z=... ................60
4.2Qu elquesfiguresdegéométrie..............................60
4.2.1Section d'uncube suivantunhexagone .....................60
4.2.2Grand ediagonaled'uncu be...........................61
4.2.3Droites etp lans..................................61
4.3Courbe setsurfaces....................................62
4.3.1Rep résentationparamétrique,plot,\foreach.................62
4.3.2Hélice .......................................63
4.3.3Cylindrex
2 +y 2 =1...............................644.3.4S phèrex
2 +y 2 +z 2 =1.............................644.3.5Parab oloïdez=x
2 +y 2 .............................644.4Résu mé..........................................64
5Rep résentationdedonnées65
5.1Notions debase......................................65
5.1.1Diagrammed 'e
5.1.2Améliorerla lisibilité: grid,node,\foreach.................66
5.1.3M arquerlespoints,étiqueter: mark,node,rotate..............67
5.1.4Diagramme àbarres :xcomb,ycomb,polarcomb..............68
5.1.5Histogramme: xcomb,ycomb,linewidth..................69
5.1.6A
chagedesdonn éesd'unfic hier:plotfile................695.2Diagramme àbarres horizontales ............................70
5.2.1Leb lédan slemonde: utilisationd'untableur ................70
5.2.2Barresh orizontales: plotfile,xcomb....................71
5.2.3Installatio nd'unegrille:grid,xstep,ystep.................73
5.2.4É tiquetagedurepère:\foreach,node....................73
5.2.5Deux sériesplu sunelégende:plot,shift,node..............74
5.3Courbe desvariationsde données............................75
5.3.1Pro ductionannuellederiz:pré-traitement ..................75
5.3.2Courbedesva riations:plotfile.......................76
5.3.3Qu adrillage:grid,step............................77
5.3.4Ann otations,décorations:\foreach,node,mark..............78
5.4Diagramme àsecteu rs..................................79
5.4.1Rép artitionparcatégoriessociop rofessionnelles................79
5.4.2Calculdesa ngles:pré-trait ementave cuntableur..............79
5.4.3Dessiner lessecteurs:\draw,arc,cycle,fill,$..............80
5.4.4Diagramme complet :\foreach........................81
5.5Résu mé..........................................82
6Gr aphes:Introduction83
6.1Notions debase......................................83
6.1.1Noeud setArcs:\draw,--,node,et\node..................83
6.1.2Cheminanno té:\drawavecopér ationnode.................84
6.1.3Grap he:\nodepuis\drawavecnomd enoeud................84
6.2St ylesdesnoeudset desarcs...............................84
6TABLEDESMATIÈRES
6.2.1Lesa rcs:\draw,--,|-,-|,toetopti onsdeflèches.............84
6.2.2Extrémités desarcs:[->|,*-o,>->>,)-(..................86
6.2.3Fron tièresdesnoeuds:circle,ellipse,diamond..............86
6.2.4Ab stractiondesstyles :\tikzstyle,\tikzset................87
6.2.5Poin tsd'ancragedesnoeud s:N.south,N.left,N.below...........88
6.2.6Flèch esverslesancres:N.north,N.center,N.15..............89
6.3Tec hniquesavancées...................................90
6.3.1Tracer unarcsans avancer:edge.......................90
6.3.2Étiqu etagedesarcs:sloped,midway,pos..................90
6.3.3Inclinaiso ndesétiquettes:sloped,rotate..................91
6.3.4M odificationdelatailledesannotations: scale...............91
6.3.5Insérerunes ous-figure:scope,shift,rotate,scale............91
6.3.6T exteslongs:textwidth,justified,centered..............93
6.3.7Contourneme ntd'unnoeud...........................94
6.4E xercices.........................................95
6.4.1VoyelleouCo nsonne...............................95
6.4.2Lesp ointscard inaux...............................95
6.4.3Orientation s....................................96
6.4.4P entagone.....................................96
6.4.5Benzèn e......................................97
6.4.6Arbre généalogique...............................98
6.5Résumé ..........................................98
7Gr aphes:Exemples99
7.1Graph ed'unerelation..................................99
7.1.1Relation sentrequadrilatères ..........................99
7.1.2Desn oeuds etdesflèches:nodeet->.....................99
7.1.3Grap hefinal:courbu rebend,ancrageP.east................102
7.2Organ igrammeinformatique...............................103
7.2.1S ommedesNpremiersnombresentier s....................103
7.2.2St yledesnoeuds:draw,ellipse,fill,text.................103
7.2.3F ormedesflèc hes:>=,roundedcorners,|-.................104
7.2.4Organigramme final...............................106
7.3Diagrammessyn taxiques.................................107
7.3.1Grammaire desexp ressionsmathématiques..................107
7.3.2Alignemen tdesnoeuds,étiq uetage.......................107
7.3.3Regrou pementdefigures:scopeetyshift..................108
7.4Graph edepreuve.....................................109
7.4.1Résolution d'uneéqu ation:2x+3=7....................109
7.4.2Placemen tdesnoeuds:\node(a)at (x,y),below............110
7.4.3Placemen tetétiquetagedesflèch es:->,midway..............111
7.4.4Flèc hescourbes:bend,to...........................112
7.4.5E xerciced'amélioration.............................113
7.5Résumé ..........................................114
8Des figuresa uxillustration s115
8.1Les anneau xolympiques.................................115
8.1.1Unan neau: circle,fill,evenoddrule ..................116
8.1.2En trelacerlesanneaux:\coordinate,filletarc.............116
8.1.3Lafi gurecomp lète:\newcommand.......................118
8.2Diagrammesd eVen n...................................120
8.2.1En semblesE,A,B:rectangle,circle,\newcommand...........120
8.2.2Coloriage: \fill,color,opacity.......................121
8.2.3M éthodeparsuperpositiondecouleurs .....................121
8.2.4Méth odeparcoloriageentrelesfrontières...................123
Définitiondesfrontières :rectangle,circleetarc.............124 Coloriagedesrégions:\fill,evenoddr ule................1258.3Person nagesetdécors..................................126
8.3.1L'océan :\shade,arc,topcolor ,bottomcolor ..............126
8.3.2Lequ ai:\fill,rectangle,rotate......................127
8.3.3Lesp ersonnages :\fill,ellipse,circle..................127
8.3.4Le coeur :\draw,..controlsa nd......................127
8.3.5Coeursmulti colores:\shift,rotate,ballcolor .............129
8.3.6Lafi gurecomp lète:scope,shift,rotate..................130
8.3.7La solutio n:scope,shift,rotate......................130
8.4Résumé ..........................................130
9Co mplémentstechniques131
9.1Tran sformationsavecscope..............................131
9.1.1Tran slations:xshift,yshiftoushift...................131
9.1.2Combinaiso ndetranslationetrotation:[xshift=6cm,rotate=45]]...132
9.1.3Tran slationetchangementd'éc helle: [xshift=6cm,scale=0.5]......133
9.1.4Ép aisseurdestraits:\drawetlinewidth..................134
9.1.5Taille etinclinaisonde textes:transformshape..............136
9.1.6E xercice......................................137
9.2Ausu jetd esarbres....................................137
9.2.1Défi nition:\nodenodeetchild........................138
9.2.2E spacementdesfrères:siblingdistance.................139
9.2.3Forme globale:leveldistance etgrow..................140
9.2.4Étiqu etagedesarcs:edgefromparent ...................140
9.2.5S tyledesarcs:edgefrom parentpath ...................141
9.3Liaison sentrefigures :overlay............................141
9.3.1Défin itionsglobalesdesnoms:rememberpicture..............142
9.3.2Dessin erd'unefi gureàl'autre:overlay...................142
9.3.3La pagecou ranteestunn oeud:currentpage................143
9.4Résu mé..........................................143
ALasyntaxedeTikZ145
A.1Les environne ments:{tikzpicture},{scope}....................145 A.2Le scommandes ......................................145 A.3Le scoordonn ées.....................................146 A.3.1Forme générale: (...).............................146 A.3.2Calculssurl esnombres:package pgfmath...................146 A.3.3Calculssur lescoordonnées:bi bliothèqu ecalc................147 A.4Les opérationsde chemin................................147 A.5Le soptions........................................148A.6Utilis erdescommande sL
A T EXda nsTikZ.......................150
BEr reur!Quefaire?151
Oublidu";» ..........................................151 Lesnomb restropgrands....................................151 Le"! »dansla défi nitionsdescoule urs............................151 Leprob lèmedebabelfrançaisetde":»..........................152COù trouv erdel'aide?153
DGlossaire155
Avant-propos
Vousavezde sdocumentsàp ublier,a vecdesfigures
Vousavezré gulièrement desdocumentsàpublier.VousavezchoisiL A T EXpoursagrandequalité
typographique,sonouvertureetsaportabilit é.Voussou haiteriezmaintenantincl urede sfigure set illustrationsdansvosdoc uments,maissans avoiràs ortirdel'environnementL A T EX,et demanière
etdepubl icati onstandard. Vousavezes sayéd'inclur edesfigures,sansgr andsuccès Lesdi érentessolutionsquevousa vezessayéesn evouson tpassemblée ssatisfaisantes. Vousavezpr éparéundessi ndansunlogicielexter ne,pui svousavezutilisél acommande etd'essa yerd'adapterlestyleet leformatàvotr edocument. Vousavezes sayépstricks,maisvousl'aveztrouvéunpeutropcomplexe,mêmesipstricksNousvousrec ommandonsd'utiliser TikZ
TikZestunpackagepourL
A T E dansl'env ironnementL A T E X.Ilaé té créévers2 006parTillTan tau.Ildevien trapidementp opulaire ,carilrép ondauxbesoins
précédentsenévitantl esinco nvénientsdesautressolutio ns.Laphase initialed'apprentissageest
rapide,etlesfigures simplesp euven têtreobtenuessimp lement.Onsentquelelangage aétéconçu pourrépondre àdesbesoinsusuelsdemani ère pratique. Ilcontinued'évoluer,e tlesextensions actuellespermettentd ecréerdesillustrationstrès variées. impressiondemaîtrise.