LaTeX · Modul 3 von 3 · Klasse 9

Formeln selbst erschließen

Ein Bruch hier, eine Wurzel da — irgendwann reicht Auswendiglernen nicht mehr. Heute lernst du die Bausteine der Formelsprache und, noch wichtiger, wie du dir einen unbekannten Befehl selbst erschließt.

📐 Std. 5+6 · Formelsatz & Kompetenzcheck
Std. 5 · Grundunterscheidung

Inline oder abgesetzt?

Genau wie bei den Umgebungen in Modul 2 gibt es auch beim Formelsatz ein Grundmuster: Formeln stehen entweder mitten im Fließtext oder abgesetzt in einer eigenen, zentrierten Zeile. Der Unterschied liegt allein in den Begrenzungszeichen.

Inline
Die Fläche eines Kreises ist $A = \pi r^2$, direkt im Satz.
Abgesetzt, ohne Nummer
Für die Fläche eines Kreises gilt:
\[
  A = \pi r^2
\]

Genau wie bei Abbildungen in Modul 2 gilt: Willst du auf eine nummerierte Gleichung verweisen, schreibst du \label{...} hinein. Bei Gleichungen nutzt du dafür \eqref{...} statt \ref{...} — das ergänzt automatisch die runden Klammern um die Nummer, wie sie auch neben der Gleichung stehen. \eqref kommt, genau wie align gleich unten, aus dem amsmath-Paket.

Abgesetzt, mit Nummer & Verweis
Für die Fläche eines Kreises gilt:
\begin{equation}
  \label{eq:kreisflaeche}
  A = \pi r^2
\end{equation}

Damit gilt für den Kreis aus Gleichung~\eqref{eq:kreisflaeche} ...
Mehrzeilig, ausgerichtet
Für Fläche und Umfang eines Kreises gilt:
\begin{align}
  A &= \pi r^2 \\
  U &= 2\pi r
\end{align}

Die align-Umgebung richtet mehrere Zeilen am &-Zeichen aus — genau wie & in der tabular-Tabelle aus Modul 2.

📦
Anders als equation gehört align nicht zum LaTeX-Kern, sondern kommt aus dem amsmath-Paket. Damit es funktioniert, muss einmal \usepackage{amsmath} in die Präambel — genau wie bei graphicx und hyperref in Modul 2. Ohne das Paket bricht der Compiler mit „Undefined control sequence" oder „Environment align undefined" ab.

Wie sieht das im PDF aus?

Die Fläche eines Kreises ist , direkt im Satz.

Für die Fläche eines Kreises gilt:

Für die Fläche eines Kreises gilt:

(1)

Damit gilt für den Kreis aus Gleichung (1) ...

Für Fläche und Umfang eines Kreises gilt:

(1)
(2)
Std. 5 · Bausteine

Die Bausteine des Formelsatzes

Kein Formel-Lexikon zum Auswendiglernen — sondern sechs Bausteine, mit denen sich schon sehr viel schreiben lässt. Klicke eine Karte an, um Quelltext und Ergebnis zu sehen.

Bruch

\frac{Zähler}{Nenner}

↓ Details
\frac{a}{b}

Wurzel

\sqrt{...}, optional mit Grad.

↓ Details
\sqrt{x}, \sqrt[3]{x}

Potenz & Index

^ für hoch, _ für tiefgestellt.

↓ Details
x^2 + x_1

Griechische Buchstaben

Name mit Backslash, klein geschrieben.

↓ Details
\alpha, \beta, \gamma, \pi

Vergleichszeichen

<, > direkt, Rest per Befehl.

↓ Details
\leq, \geq, \neq

Funktionen

Sinus, Kosinus, Tangens — vordefiniert.

↓ Details
\sin(x), \cos(x), \tan(x)
⚠️
Bei mehrstelligen Exponenten oder Indizes immer geschweifte Klammern setzen: x^{10}, nicht x^10. Ohne Klammern gilt nur das erste Zeichen als hoch- bzw. tiefgestellt — mehr dazu gleich bei der Fehlersuche.

Klammern, die mitwachsen: \left / \right

Normale Klammern bleiben immer gleich groß — bei einem großen Bruch sieht das schnell unpassend aus. \left( und \right) passen die Klammergröße automatisch an den Inhalt an.

Minimalbeispiel
\left( \frac{a}{b} \right)^2
Std. 5 · Ausprobieren

Dein Formel-Editor

Tippe LaTeX-Formelcode ein — links den Quelltext, rechts sofort das gerenderte Ergebnis. Probiere die Beispiel-Chips aus oder schreib eigene Formeln. Baust du versehentlich einen Fehler ein, siehst du unten eine echte Fehlermeldung — genauso, wie sie dir auch in Overleaf begegnen würde.

🤯 Zeig mir die Grenzen

Nur zum Gucken — nicht zum Nachtippen: Egal wie verschachtelt eine Formel wird, KaTeX rendert sie trotzdem.

Quelltext
\mathcal{F}(k) = \frac{1}{\sqrt{2\pi}} \int_{-\infty}^{\infty}
\left[ \sum_{n=1}^{\infty} \frac{(-1)^{n+1}}{n^2}
\left( \frac{x^2+\sqrt[n]{x^3+1}}{1+\left|\sin(\pi x)\right|} \right) \right]
e^{-ikx}\,dx
+ \begin{vmatrix}
  a_{11} & a_{12} & a_{13} \\
  a_{21} & a_{22} & a_{23} \\
  a_{31} & a_{32} & a_{33}
\end{vmatrix}
\cdot \prod_{j=1}^{m} \left( 1+\frac{\alpha_j}{\beta_j} \right)^{\!j}
🏠
Freiwillige Hausaufgabe: Versuch, genau diese Formel mit dem Formeleditor in Word oder LibreOffice nachzubauen — und kommentiere dein Ergebnis mit einem Smiley (🙂 lief gut, 😅 ging so, 😭 nie wieder), je nachdem wie es gelaufen ist.

Weiterführende Werkzeuge

Das waren nur die häufigsten Bausteine. Für alles andere helfen diese drei Werkzeuge weiter:

📖

Liste mathematischer Symbole

Du kennst den Namen des Symbols, aber nicht den Befehl? Alle weiteren LaTeX-Befehle für Mathe-Symbole, nach Kategorie sortiert.

Zur Wikipedia-Liste ↗
✏️

Detexify

Du kennst nur das Symbol, aber nicht den Befehlsnamen dazu? Zeichne es mit der Maus — das System errät den passenden LaTeX-Befehl.

Zu Detexify ↗
🗂️

Overleaf-Galerie

Fertige LaTeX-Vorlagen und Beispielprojekte — u. a. für Berichte und Hausaufgaben. Gut geeignet, um sich für den Kurzbericht in Std. 6 Anregungen zu holen.

Zur Overleaf-Galerie ↗
Std. 5 · Formel-Training

Formel erkennen und tippen

Du siehst eine fertig gerenderte Formel — tippe den passenden LaTeX-Code dazu und prüfe. Runde 1: einzelne Bausteine. Runde 2: kombinierte Formeln.

Punktestand: 0 / 20
Std. 5 · Fehlermeldungen lesen

Was ist hier faul?

Nicht jeder Formel-Fehler bricht den Compiler ab — manche sind stiller und gefährlicher. Wähle jeweils die richtige Erklärung.

Ein Term im Quelltext: $x^10$ — was zeigt das PDF wirklich an?

Kein Compiler-Fehler — aber ein falsches, leicht zu übersehendes Ergebnis im PDF.
Ohne geschweifte Klammern gilt bei ^ und _ nur das erste Zeichen als hoch- bzw. tiefgestellt. Richtig wäre x^{10}. Da der Compiler hier keinen Fehler wirft, fällt dieser Fehler oft erst beim genauen Hinschauen ins PDF auf.

Im Quelltext steht \left( \frac{a}{b} — ohne ein passendes \right). Was passiert?

Missing \right. inserted.
Genau wie bei \begin{...} und \end{...} aus Modul 2 gilt: \left und \right gehören fest zusammen. Fehlt eine Seite, kann der Compiler die Größe nicht berechnen und bricht ab. Probier es selbst im Editor oben mit dem Chip „⚠️ Absichtlich kaputt" aus.
Std. 6 · Transfer

Euer Kompetenzcheck

Jetzt bringt ihr alles aus den drei Modulen zusammen: ein zweiseitiger Kurzbericht zu einem mathe- oder naturwissenschaftlichen Thema, geschrieben und kompiliert in Overleaf. Diese Bestandteile sind Pflicht:

0 / 7 erledigt
🧹
Wie in allen drei Modulen gilt auch hier das Querschnittsthema: sauberer Quelltext. Sinnvolle Einrückung, Leerzeilen zwischen Abschnitten und Kommentare mit % an unklaren Stellen machen euren Bericht auch für andere nachvollziehbar — nicht nur für den Compiler.
Std. 5+6 · Wissenscheck

Teste dein Wissen

1. Was unterscheidet $...$ von der equation-Umgebung?
2. Wie schreibt man den Bruch a/b in LaTeX korrekt?
3. Warum solltest du bei einem mehrstelligen Index immer x_{12} statt x_12 schreiben?
4. Wie schreibt man den griechischen Buchstaben α (alpha) in LaTeX?
5. Wofür sind \left( und \right) gut?
6. Wie verweist man korrekt auf eine nummerierte Gleichung — analog zu Abbildungen in Modul 2?
7. Wie schreibt man die dritte Wurzel aus x?
0/7richtig beantwortet
Reflexion
„Für \frac oder \sqrt hattet ihr heute Beispiele — aber nicht jeder Befehl, den ihr je braucht, stand hier. Wie geht ihr vor, wenn ihr eine Formel schreiben wollt, deren LaTeX-Befehl ihr noch nicht kennt?"

Denkt an: Dokumentation/Suche, Fehlermeldungen als Hinweisgeber statt als Blockade, Ausprobieren im Live-Editor.