【LaTeX】【tikz入門】線のスタイルや文字列の挿入を使ってXY平面を描く5ステップ

LaTeXで図形やグラフを描くために使われるtikzパッケージでは、線分に矢印等のスタイルをつけて装飾することができる。

また描いた図形に文字列を挿入することもできる。

ここでは以下の内容を取り上げる。

太さを調節する
矢印を引く
点線を引く
文字を挿入する

一例として5ステップで次のようなXY平面を描画する。

準備
ステップ1: 線分を描く
ステップ2:太さを調節する
ステップ3:矢印を挿入する
ステップ4:点線を使う
ステップ5:文字を描く
まとめ
参考リンク

準備

tikzパッケージを使用するためには、プリアンブル(\\begin\{document\}の前)に次のように記述して、tikzパッケージを使えるようにさせる。

\usepackage{tikz}

ここでエラーが出る場合は、使っている環境にtikzパッケージがインストールされていないので、別途インストールする必要がある。

ステップ1: 線分を描く

まずは線分を描く。線分は\\drawコマンドを使う。ハイフン2つで座標をつなげると線分が描ける。grid構文で座標をつなげると、方眼が描ける。

線分は次のように描ける。

ソースコード

\begin{tikzpicture}
\draw (0,0) -- (4,0);
\end{tikzpicture}

実行結果

実際にXY座標のもとになる線分を描く。

ソースコード

\begin{tikzpicture}
\draw (-2,-2) grid (2,2);
\draw (-2.2,0) -- (2.2,0);
\draw(0,-2.2) -- (0,2.2);
\end{tikzpicture}

実行結果

この図形に様々な装飾を施しXY座標を完成させる。

ステップ2:太さを調節する

線分に太さを表すオプションをつけて、太さを調節する。

座標の前に太さを表すオプションをつける。太さの名前を記述する。

線分を太くする。

ソースコード

\begin{tikzpicture}
\draw [very thick] (0,0) -- (4,0);
\end{tikzpicture}

実行結果

太さを表すオプションを付け加える。

ソースコード

\begin{tikzpicture}
\draw [thin] (-2,-2) grid (2,2);
\draw [thick] (-2.2,0) -- (2.2,0);
\draw[thick] (0,-2.2) -- (0,2.2);
\end{tikzpicture}

実行結果

これで軸と方眼が区別できるようになった。指定できる太さは細い順に次のとおりである。

help lines
ultra thin
very thin
thin
semithick
thick
very thick
ultra thick

ステップ3:矢印を挿入する

X軸Y軸にそれぞれ矢印を挿入する。

矢印を挿入するにはオプションにハイフンと大なり記号を挿入する。

ソースコード

\begin{tikzpicture}
\draw [->] (0,0) -- (4,0);
\end{tikzpicture}

実行結果

先程の図形のXY軸に矢印を書き加えて描く。

ソースコード

\begin{tikzpicture}
\draw [thin] (-2,-2) grid (2,2);
\draw [->,thick] (-2.2,0) -- (2.2,0);
\draw [->,thick] (0,-2.2) -- (0,2.2);
\end{tikzpicture}

実行結果

矢印の種類は次の3つである。

オプション矢印の位置

-> ２つのハイフンの後の座標

<- ２つのハイフンの前の座標

<-> 両方

オプション	矢印の位置
->	２つのハイフンの後の座標
<-	２つのハイフンの前の座標
<->	両方

また、大なり記号、小なり希望の数は増やすことができる。

曲線の場合は、後に続く矢印の数が増えると先からずれていってしまうため注意が必要である。

ステップ4:点線を使う

点線や波線も同様にオプションを追加する。

ソースコード

\begin{tikzpicture}
\draw [dotted] (0,0) -- (4,0);
\end{tikzpicture}

実行結果

方眼を点線にする。

ソースコード

\begin{tikzpicture}
\draw [dotted,thin] (-2,-2) grid (2,2);
\draw [->,thick] (-2.2,0) -- (2.2,0);
\draw [->,thick] (0,-2.2) -- (0,2.2);
\end{tikzpicture}

実行結果

点線、波線の代表的なものを4つ取り上げる。

名前	種類
dashed	波線
dotted	点線
dash dot	波線と点線
dash dot dot	波線と点線２つ

ステップ5:文字を描く

点や線分を描いた後に、node構文を置くことで、文字や数式を埋め込むことができる。

node構文は次のようになる。

node [方向] at (座標) {文字列}

ソースコード

\begin{tikzpicture}
\draw (0,0) -- (4,0) node [right]{text};
\end{tikzpicture}

実行結果

文字を挿入してXY座標を完成させる。

ソースコード

\begin{tikzpicture}
\draw [dotted,thin] (-2,-2) grid (2,2);
\draw [->,thick] (-2.2,0) -- (2.2,0) node [right]{x};
\draw [->,thick] (0,-2.2) -- (0,2.2) node [above]{y};
\node [below left] (0,0){O};
\end{tikzpicture}