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Sesión 12: Creación de ambientes propios

Aprenderás a crear ambientes en LaTeX.
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Así como es posible crear instrucciones propias con el uso de LaTeX, también podemos generar nuevos ambientes. Para definir un ambiente usaremos la instrucción \newenvironment. Esta instrucción requiere de 3 argumentos. El primero corresponde al nombre del ambiente. Para la explicación inicial vamos a considerar el nombre ambiente.

En el segundo argumento le vamos a indicar a LaTeX qué es lo que queremos que haga cuando encuentre el código:

\begin{ambiente}

Finalmente, el tercer argumento le indica a LaTeX qué es lo que debe hacer cuando encuentre el código:

\end{ambiente}

Por ejemplo, suponga que desea definir el ambiente de nombre definicion. Para esto usted requiere de dos argumentos: la palabra que va a definir y la definición de esa palabra. Entonces, usted lo podrá definir con:

\newenvironment{definicion}[2]{
% Aqui debe incluir lo que el ambiente
% hará cuando encuentre la instrucción:
% \begin{definicion}
}{
% Aqui debe incluir lo que el ambiente 
% hará cuando encuentre la instrucción:
% \end{definicion}
}

El argumento opcional [2] indica que este ambiente requiere de dos argumentos. Dado que este manual está escrito pensando en los profesores de matemáticas de todos los niveles, incluimos ambientes que pueden ser de apoyo en el diseño de materiales didácticos en esta materia. Iniciamos con un ambiente para generar una lista de ejercicios de tarea.

Ambiente tarea

Este ambiente requerirá de dos argumentos. El primero contendrá las instrucciones para la tarea y el segundo ambiente contendrá los ejercicios.

  • Empezamos indicando el nombre del ambiente y el número de argumentos:
    \newenvironment{tarea}[2]{
  • Inicio un nuevo párrafo para separar del texto anterior:
    \par % inicia un nuevo párrafo
  • Empieza con el título de la tarea. Se agregan líneas horizontales de color gris para llamar la atención visual del lector:
    \textcolor{gray}{\rule{1.0\linewidth}{0.25pt}}
\textbf{Ejercicios de tarea}\\
\textcolor{gray}{\rule[1ex]{1.0\linewidth}{0.25pt}}
  • Inicio el ambiente centrado.
    \begin{center}
  • Ahora vamos a encerrar las instrucciones de la tarea en una caja con marco.
    \fbox{
  • La caja con marco tendrá un tamaño del 95% del ancho de la línea de texto. Para eso, usamos el ambiente minipage:
    \begin{minipage}{0.95\linewidth}
  • Aplicamos a las instrucciones el formato de fuente inclinada usando la instrucción \textsl:
    % Aqui van las instrucciones de la tarea
\textsl{#1}
  • Finalizamos el ambiente minipage y cerramos el argumento de la instrucción \fbox junto con el ambiente center:
    \end{minipage}
} % finaliza \fbox
\end{center}
  • Ahora inicio el ambiente numerate para que vaya enumerando los ejercicios de tarea:
    % Ahora inician los ejercicios
\begin{enumerate}[1.]
  • Ahora indicamos que ahí se imprima el segundo argumento:
    {#2}
  • Finalizo la primera parte del ambiente e inicia la segunda parte. Indico el fin de la enumeración de los ejercicios (ambiente enumerate):
    }{
% finalizo la enumeracion
% de los ejercicios...
\end{enumerate}
}

Todo el código que define este ambiente es el siguiente:

% Recuerde incluir en el preámbulo del documento:
% \usepackage{color}
% \usepackage{enumerate}
% \usepackage{multicol}
%
\newenvironment{tarea}[2]{
	\par % inicia un nuevo párrafo
	\textcolor{gray}{\rule{1.0\linewidth}{0.25pt}}
	\textbf{Ejercicios de tarea}\\
	\textcolor{gray}{\rule[1ex]{1.0\linewidth}{0.25pt}}
	\begin{center}
	\fbox{
		\begin{minipage}{0.95\linewidth}
			% Aqui van las instrucciones de la tarea
			\textsl{#1} 
		\end{minipage}
	} % finaliza \fbox
	\end{center}
	% Ahora inician los ejercicios
	\begin{enumerate}[1.]
		% ejercicios de tarea
		{#2} 
}{
		% finalizo la enumeracion
		% de los ejercicios...
	\end{enumerate}
}

Ahora un ejemplo de su uso:

\begin{tarea}
{% instrucciones:
Grafica cada una de las siguientes funciones. 
Encuentra además el dominio y el rango de cada una de ellas. 
Indica si presentan simetría respecto a los ejes o al origen. 
Si es posible, menciona sus raíces.
}{ % ejercicios
\begin{multicols}{2} % Inicia ambiente a dos columnas
\item $f(x) = x$.
\item $f(x) = x^2 - 1$.
\item $f(x) = \displaystyle\frac{1 + x}{1 - x}$.
\item $f(x) = \sqrt{1 - x}$.
\item $f(x) = \sqrt{1 - x^2}$
\item $f(x) = -\sqrt{1 - x^2}$
\end{multicols} % Finaliza ambiente a dos columnas
}
\end{tarea}

Y en el documento obtenemos:

\begin{minipage}{13cm} \begin{tarea} {% instrucciones: Grafica cada una de las siguientes funciones. Encuentra adem\'as el dominio y el rango de cada una de ellas. Indica si presentan simetr\'ia respecto a los ejes o al origen. Si es posible, menciona sus ra\'ices. }{ % ejercicios \begin{multicols}{2} % Inicia ambiente a dos columnas \item $f(x) = x$. \item $f(x) = x^2 - 1$. \item $f(x) = \displaystyle\frac{1 + x}{1 - x}$. \item $f(x) = \sqrt{1 - x}$. \item $f(x) = \sqrt{1 - x^2}$ \item $f(x) = -\sqrt{1 - x^2}$ \end{multicols} % Finaliza ambiente a dos columnas } \end{tarea} \end{minipage}

Podemos uniformizar más el ambiente si en lugar de considerar una caja alrededor de las instrucciones mejor incluimos otra línea horizontal justo antes de iniciar con la lista de ejercicios:

\newenvironment{taream}[2]{
	\par 
	\textcolor{gray}{\rule{1.0\linewidth}{0.25pt}}
	\textbf{Ejercicios de tarea}\\
	\textcolor{gray}{\rule[1ex]{1.0\linewidth}{0.25pt}}
	\textsl{#1} 
	~\\ % para que salte a la siguiente línea de texto...
	\textcolor{gray}{\rule[1ex]{1.0\linewidth}{0.25pt}} % Otra Linea +
	\begin{enumerate}[1.]
		{#2} % ejercicios de tarea
}{
		% finalizo la enumeracion de los ejercicios...
	\end{enumerate}
}

Observe que se han eliminado algunas líneas del código. En particular, el código que generaba la caja (\fbox{), el ambiente minipage y el ambiente center que nos ayudaba a centrar la caja que contenía las instrucciones.

Este ambiente está mejor diseñado que el anterior, porque tiene continuidad. Es decir, al iniciar el ambiente con líneas encerrando el título del ambiente, la continuidad se traduce en uniformidad del documento al finalizar las instrucciones con una línea.
Además, el ancho de la línea de las instrucciones coincide con el largo de la línea horizontal dibujada para delimitarlas. Todo esto se traduce en un material con mejor legibilidad, de gran valor en todo material didáctico.

Y ahora, la tarea que se incluyó con el ambiente tarea pero usando el nuevo ambiente taream se verá así:

\begin{minipage}{13cm} \begin{taream} {% instrucciones: Grafica cada una de las siguientes funciones. Encuentra adem\'as el dominio y el rango de cada una de ellas. Indica si presentan simetr\'ia respecto a los ejes o al origen. Si es posible, menciona sus ra\'ices. }{ % ejercicios \begin{multicols}{2} \item $f(x) = x$. \item $f(x) = x^2 - 1$. \item $f(x) = \displaystyle\frac{1 + x}{1 - x}$. \item $f(x) = \sqrt{1 - x}$. \item $f(x) = \sqrt{1 - x^2}$ \item $f(x) = -\sqrt{1 - x^2}$ \end{multicols} } \end{taream} \end{minipage}

Los teoremas son algo que se encuentra en la esencia de las matemáticas, por esa razón, el segundo ejemplo es el ambiente que ayuda a incluir teoremas en sus documentos.





Ambiente teoremita

El siguiente ejemplo consiste en un ambiente que servirá para incluir teoremas en los materiales que elaboremos.

Hemos observado en diferentes libros que cuando se incluye un teorema éste inicia con la palabra teorema y generalmente está enumerado.
Eso nos obliga a incluir un contador. Después viene el texto del teorema con estilo itálica. Finalmente se inicia un nuevo párrafo para continuar con la demostración en caso de que se incluya en el libro, o bien con el siguiente párrafo.

Por ahora vamos a incluir el mismo ambiente, sin considerar el contador.

  • El nombre de nuestro ambiente será: teoremita. Este ambiente incluirá dos argumentos, el primero corresponde al nombre del teorema y el segundo al teorema en sí.
    \newenvironment{teoremita}[2]{
\par % inicia un nuevo párrafo
  • Empezamos incluyendo la palabra \textsl{teorema} con estilo negrita:
    \textbf{Teorema.}\hspace{2ex}
  • Ahora le pedimos que imprima el nombre del teorema con estilo \textsc (mayúsculas pequeñas):
    \textsc{#1} \\ % Nombre del Teorema
  • Y el cuerpo del teorema debe tener fuente itálica:
    \textit{#2} % Aqui va el teorema
}% finaliza \newenvironment{teorema}[2]{
  • Para terminar, iniciamos un nuevo párrafo:
    {
\par
}
  • Todo el código que define el ambiente teoremita, es el siguiente:
    \newenvironment{teoremita}[2]{
	\par % inicia un nuevo párrafo
	\textbf{Teorema.}\hspace{2ex}
	\textsc{#1} \\ % Nombre del Teorema
	\textit{#2} % Aquí va el Teorema
}% finaliza \newenvironment{teorema}[2]{
{
	\par
}

Ahora vamos a probarlo. Consideramos el teorema de Pitágoras para ver qué apariencia tiene en el documento:

\begin{teoremita}
{(Teorema de Pitágoras)} % nombre del teorema
{Si $a,b,c$ son las longitudes de los lados de 
un triángulo rectángulo que se encuentra en el plano, 
donde $c$ es la medida de la hipotenusa, entonces, 
\begin{equation*}
	a^2 + b^2 = c^2
\end{equation*}
} % cuerpo del teorema
\end{teoremita}

Nosotros obtenemos en el documento lo siguiente:

    \begin{minipage}{13cm} \begin{teoremita} {(Teorema de Pit\'agoras)} % nombre del teorema {Si $a,b,c$ son las longitudes de los lados de un tri\'angulo rect\'angulo que se encuentra en el plano, donde $c$ es la medida de la hipotenusa, entonces, \begin{equation*} a^2 + b^2 = c^2 \end{equation*} } % cuerpo del teorema \end{teoremita} \end{minipage}

Si usted desea cambiar todos los teoremas que ha enlistado con este ambiente, solamente debe modificar el código que lo define y con eso todos los teoremas quedarán con la modificación. Por ejemplo, supongamos que en lugar de que la palabra Teorema aparezca con estilo negrita, usted desea además, que sea de color azul, basta indicárselo al ambiente y todos los teoremas de su documento quedarán modificados.

Si usted desea que algunos teoremas no incluyan más que un solo argumento, puede mejor generar otro ambiente. El siguiente ejemplo sirve de complemento al ambiente anterior.





Ambiente prueba

Aquí definimos el ambiente prueba para continuar con el ejemplo anterior.

  • Definimos el nombre del ambiente como prueba e indicamos el número de argumentos:
    \newenvironment{prueba}[1]{
  • Iniciamos un nuevo párrafo:
    \par % inicia un nuevo párrafo
  • Incluimos el título del ambiente usando la palabra \textsl{demostración} con estilo negrita:
    \textbf{Demostración:}\\

    Observe que se incluye al final un salto de línea.

  • Después va el único argumento del ambiente, que consiste en la demostración:
    {#1}
  • Para terminar, se incluye el clásico símbolo del fin de un teorema de todo libro de matemáticas: \square
    }{
\hfill$\square$\par
}

Todo el código que define el ambiente es el que se enlista enseguida:

\newenvironment{prueba}[1]{
	\par % inicia un nuevo párrafo
	\textbf{Demostración:}\\
	{#1}
}{
	\hfill$\square$\par
}

Ahora un ejemplo. Empezamos con el teorema:

\begin{teoremita}
{} % sin nombre
{Sean $x,y$ múltiplos del número $a$. 
Entonces, $x + y$ también es múltiplo de $a$.
}
\end{teoremita}

Y en el documento obtenemos:

\begin{minipage}{10cm} \begin{teoremita}{} % Sin nombre {Sean $x,y$ m\'ultiplos del número $a$. Entonces, $x + y$ tambi\'en es múltiplo de $a$.} \end{teoremita} \end{minipage}

Y ahora su demostración:

    \begin{minipage}{10cm} \begin{prueba} {Si $a,b,c\in\mathbb{Z}$ y $a\neq 0$, entonces, $a\mid x$ implica $x = ma$. Tambi\'en, $a\mid y$ implica $y = na$. Al considerar su suma obtenemos: % \begin{eqnarray*} x + y &=& ma + na\\ &=& a\,(m + n) \end{eqnarray*} % lo que indica que la suma $x + y$ tambi\'en es un múltiplo de $a$. } \end{prueba} \end{minipage}

que se obtuvo con el siguiente código:

\begin{prueba}{
Si $a, b, c \in \mathbb{Z}$ y $a \neq 0$, entonces, $a \mid x$ implica $x = ma$.
También, $a \mid y$ implica $y = na$. Al considerar su suma obtenemos:
%
\begin{eqnarray*}
	x + y &=& ma + na\\
		  &=& a\,(m + n)
\end{eqnarray*}
%
lo que indica que la suma $x + y$ también es un múltiplo de $a$.
}
\end{prueba}

Otro ambiente que puede utilizar para elaborar unas notas de clase es el siguiente.





Ambiente midefinicion

Para definir un concepto necesitamos dos cosas: la palabra o frase a definir y la definición en sí. Estas dos cosas serán los argumentos.

  • Indico el nombre del ambiente y empiezo con un nuevo párrafo:
    \newenvironment{midefinicion}[2]{
\par % inicio un nuevo párrafo
  • Ahora imprimimos el título del ambiente \textsl{definición} con estilo negrita y color rojo:
    \textcolor{red}{\textbf{Definición}}\\

    Observe el un salto de línea al final de la misma.

  • En la siguiente línea indicamos que inicie una caja con fondo de color. El marco de la caja se definió como rojo y el fondo de color rojo al 10% de intensidad.
    \fcolorbox{red}{red!10}{
  • Ahora iniciamos una minipágina que quedará dentro de la caja con fondo de color. Esta minipágina tiene el ancho igual a la línea de texto actual.
    \begin{minipage}{1.0\linewidth}
  • Ahora va la palabra o frase que se va a definir. Usamos fuente mayúscula pequeña:
    \textsc{#1}\\

    De nuevo, incluimos un salto de línea.

  • Ahora va la definición del primer argumento. Esto va como segundo argumento con estilo inclinada:
    \textsl{#2}
  • Finalizamos la minipágina y la caja con fondo de color:
    \end{minipage}
} % finaliza \fcolorbox{}{}{
  • Para terminar, nos aseguramos que se inicie un nuevo párrafo después de incluir la definición en el documento:
    }{
\par
}

Entonces, el código que genera el ambiente midefinicion es:

\newenvironment{midefinicion}[2]{
	\par % inicio un nuevo párrafo
	\textcolor{red}{\textbf{Definición}}\\
	\fcolorbox{red}{red!10}{
		\begin{minipage}{1.0\linewidth}
			\textsc{#1}\\
			\textsl{#2}
		\end{minipage}
	} % finaliza \fcolorbox{}{}{
}{
	\par
}

Aquí está un ejemplo:

\begin{minipage}{13cm} \begin{midefinicion} {Par\'abola} {Es el lugar geom\'etrico de todos los puntos que se encuentran en el plano que equidistan de un punto fijo llamado foco como de una recta fija llamada directriz que no pasa por el foco. } \end{midefinicion} \end{minipage}

que se obtuvo con el siguiente código:

\begin{midefinicion}
{Parábola}
{Es el lugar geométrico de todos los puntos 
que se encuentran en el plano que equidistan 
de un punto fijo llamado foco como de una 
recta fija llamada directriz que no pasa por 
el foco.
}
\end{midefinicion}

Si la palabra \text{\textcolor{red}{\textbf{Definición}}} arriba de la caja le parece inapropiada, igual puede incluirla en el margen del texto usando la instrucción \marginpar{}. Igualmente, puede cambiarle el color o el formato. Eso es cuestión de diseño.

Si los colores que se utilizaron en esta definición no le gustan o cree que se pueden mejorar, igual los puede cambiar. Si definitivamente desea que no aparezca en una caja, sino entre dos líneas, como en el ambiente tarea, igual, puede modificar el ambiente o iniciar desde cero para crear uno de su propia imaginación.





Ambiente determinante

Ahora vamos a crear un ambiente para los determinantes.

  • Indicamos el nombre del ambiente determinante y el número de argumentos:
    \newenvironment{determinante}[2]{
  • Después iniciamos el ambiente array,
    \left|
\begin{array}{#1}

    el primer argumento indicará cómo se van a ordenar las columnas del array:

  • Ahora indicamos que incluya el segundo argumento, que será el determinante en sí:
    {#2}
}{
  • Finalmente vamos a cerrar el ambiente array:
    \end{array}
\right|
}

El ambiente completo se define con el siguiente código:

\newenvironment{determinante}[2]{
	\left|
	\begin{array}{#1}
		{#2}
}{
	\end{array}
	\right|
}

Para generar en el documento:

    \begin{minipage}{13cm} $$ \det(A) = \begin{determinante}{ccc} a_{11} & a_{12} & a_{13}\\ a_{21} & a_{22} & a_{23}\\ a_{31} & a_{32} & a_{33} \end{determinante} $$ \end{minipage}

basta el código:

$$
\det(A) = 
\begin{determinante}{ccc}
a_{11} & a_{12} & a_{13}\\
a_{21} & a_{22} & a_{23}\\
a_{31} & a_{32} & a_{33}
\end{determinante} 
$$

Si usted intenta generar un determinante sin iniciar el ambiente matemático, el compilador le mostrará errores.

Recuerde que el ambiente array genera tablas dentro del ambiente matemático, y debido a eso, requiere que se inicie y se cierre antes y después de utilizar el ambiente determinante.

Un ejemplo de código que no inicia el ambiente matemático es el siguiente:

Podemos calcular el determinante: 
 
\begin{determinante}{ccc}
a_{11} & a_{12} & a_{13}\\
a_{21} & a_{22} & a_{23}\\
a_{31} & a_{32} & a_{33}
\end{determinante}

que le mostrará 2 errores al tratar de generar su documento.

Para que usted diseñe un nuevo ambiente, empiece pensando exactamente cómo desea que se vea ese ambiente en su documento final. El autor diseñó diferentes ambientes de LaTeX para mejorar el diseño de los cursos de Álgebra, Geometría Plana, Geometría Analítica, Funciones, Cálculo Diferencial y Cálculo Integral. Espero que con estos ejemplos le ayude a despertar el interés por mejorar aún más el diseño de sus materiales y le facilite mucho esta tarea.

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