LaTeX入門ガイド

【概要】LaTeXは、コマンドを用いて文書の論理構造を記述し、組版を自動生成するシステムである。数式や表の整った表現、長文における一貫した体裁の保持、目次や参照の自動生成といった機能を提供する。文書クラスを選択することで、用途に応じた体裁を実現できる。

【目次】

はじめに
基本的な文書作成の流れ
文書の整形
文書の構造化
図表の挿入
コンパイルとプレビュー
応用テクニック
外部ツールとの連携（gnuplot）
トラブルシューティング
参考リソース

はじめに

LaTeX（ラテック、ラテフ）は、論文や技術文書を作成するための組版システムである。ワープロソフトとは異なり、文書中にコマンドを埋め込んで書式を指定するという特徴を持つ。学術論文の標準フォーマットとして広く採用されている。

基本的な文書作成の流れ

LaTeXによる文書作成は、以下の手順で行う。

エディタでLaTeXコマンドを使用して文書（.texファイル）を作成する
コンパイルを実行し、DVIファイル（.dvi）を生成する
プレビューで確認し、必要に応じて修正する

文書の基本構造

LaTeX文書は、文書クラスの宣言と本文から構成される。

\documentclass{jarticle}  % 日本語文書用のクラスを指定
\begin{document}
    ここに本文を書く。
    LaTeXでは自動的に改行される。

    空行で段落を区切る。
\end{document}

主要な文書クラス

用途に応じて以下の文書クラスを選択する。文書クラスにより、余白、フォントサイズ、章番号の形式などが自動設定される。

jarticle - 論文・レポート向け
jbook - 書籍・長文文書向け
jreport - 報告書向け

文書の整形

フォントサイズの指定

文字サイズは、サイズコマンドで変更する。強調や注釈など、部分的にサイズを変えたい場合に使用する。

{\large 大きめの文字}
{\small 小さめの文字}

主なサイズコマンドは以下のとおりである。

\tiny - 最小サイズ
\normalsize - 標準サイズ
\Large - 大きめ
\Huge - 最大サイズ

書体の指定

書体は以下のコマンドで変更する。

\mc - 明朝体
\gt - ゴシック体
\bf - 太字
\it - イタリック体

文書の構造化

見出しの作成

文書の階層構造は、セクションコマンドで表現する。セクションコマンドを使用すると、番号が自動付与され、目次にも自動反映される。

\section{章の見出し}
\subsection{節の見出し}
\subsubsection{小節の見出し}

箇条書き

箇条書きには、記号付きと番号付きの2種類がある。

\begin{itemize}
\item 項目1
\item 項目2
\end{itemize}

\begin{enumerate}
\item 番号付き項目1
\item 番号付き項目2
\end{enumerate}

図表の挿入

図の挿入

図を挿入するには、プリアンブル（\documentclassと\begin{document}の間の領域）でgraphicxパッケージを読み込む。

\usepackage{graphicx}

本文中では、figure環境を使用して図を挿入する。

\begin{figure}[h]
 \centering
 \includegraphics[width=0.8\linewidth]{図のファイル名}
 \caption{図の説明}
 \label{fig:label}
\end{figure}

figure環境内の各コマンドの役割は以下のとおりである。

\centering - 図を中央揃えにする
\includegraphics - 画像ファイルを読み込む
\caption - 図番号と説明文を付ける
\label - 相互参照用のラベルを設定する

表の挿入

表は、table環境とtabular環境を組み合わせて作成する。

\begin{table}[h]
 \centering
 \caption{表の説明}
 \label{tab:label}
 \begin{tabular}{|c|l|r|}
 \hline
 項目 & 内容 & 値 \\ \hline
 A & データ1 & 100 \\ \hline
 B & データ2 & 200 \\ \hline
 \end{tabular}
\end{table}

tabular環境の記法は以下のとおりである。

{|c|l|r|} - 列の揃え方を指定（c：中央、l：左、r：右）。|は縦罫線
\hline - 横罫線を引く
& - 列の区切り
\\ - 行の終端

配置オプション

figure環境やtable環境では、配置オプションにより出力位置を指定できる。

[h] - 記述した位置に配置（here）
[t] - ページ上部に配置（top）
[b] - ページ下部に配置（bottom）

LaTeXはページ全体のバランスを考慮して配置を決定するため、指定どおりに配置されない場合がある。

コンパイルとプレビュー

コンパイル方法

TeXファイルは、以下のコマンドでコンパイルする。成功するとDVIファイル（document.dvi）が生成される。

platex document.tex

プレビュー

生成されたDVIファイルは、以下のコマンドで表示する。

xdvi document.dvi

PDF生成

PDFファイルは、DVIファイルから以下のコマンドで生成する。

dvipdfmx document.dvi

応用テクニック

2段組みの設定

2段組みのレイアウトは、文書クラスのオプションとしてtwocolumnを指定することで実現する。学会論文などで求められる形式である。

\documentclass[twocolumn]{jarticle}

目次の生成

目次は、本文中の任意の位置に以下のコマンドを記述することで自動生成される。セクションコマンドで作成した見出しが自動的に収集される。

\tableofcontents

目次を正しく生成するには、コンパイルを2回実行する必要がある。1回目で見出し情報を収集し、2回目で目次を出力する。

相互参照

セクションや図表にラベルを付けることで、番号を直接書かずに参照できる。文書を編集して番号が変わっても、参照先が自動更新される。

\label{sec:introduction}  % ラベルの設定
\ref{sec:introduction}    % 参照

相互参照を正しく機能させるには、目次と同様にコンパイルを2回実行する必要がある。

外部ツールとの連携（gnuplot）

gnuplotは、数値データからグラフを生成するツールである。生成したグラフ画像をLaTeX文書に挿入できる。

基本的な使い方

# gnuplotの起動
gnuplot
# 関数のプロット
plot sin(x)
# データファイルからのプロット
plot "data.txt" with lines
# EPSファイルとして保存
set terminal postscript eps
set output "graph.eps"
replot

生成したEPSファイルは、\includegraphicsコマンドでLaTeX文書に挿入する。

トラブルシューティング

コンパイルエラーが発生した場合は、括弧の対応やコマンドの記述を確認する
図表が意図した位置に配置されない場合は、配置オプション（[h]、[t]、[b]等）を調整する。複数指定（[htb]）も可能である
文字化けが発生した場合は、文書クラスとファイルのエンコーディングが一致しているか確認する
目次や相互参照が正しく表示されない場合は、コンパイルを2回実行する

参考リソース

TeX Stack Exchange：https://tex.stackexchange.com
CTAN（Comprehensive TeX Archive Network）：https://ctan.org
日本語TeXユーザー会：https://texjp.org