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Mathematik-Online-Kurs: LaTeX - Präsentationen mit der Beamer-Klasse

Ablaufsteuerung


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Durch sukzessives Einblenden bzw. temporäres Hervorheben von Inhalten einer Seite kann die Aufmerksamkeit der Zuhörer gezielt gelenkt werden. Hierfür stellt die beamer-Klasse sogenannte Overlay-Befehle zur Verfügung. Sie bewirken die Aufspaltung des innerhalb einer frame-Umgebung angegebenen Inhalts auf mehrere Folien. Technisch gesehen entspricht dabei jede Folie einer Seite in der PDF-Datei, die hintereinander angezeigt, den Eindruck einer sich aufbauenden logischen Seite, dem Frame, vermitteln.

Das einfachste Kommando zur Ablaufsteuerung ist der Befehl

\pause
er bewirkt, dass auf der ersten Folie nur derjenige Inhalt der frame-Umgebung angezeigt wird, dessen Quelltext vor dem Befehl \pause steht. Die zweite Folie enthält alle Inhalte vor dem zweiten \pause-Kommando usw.

Zur detailierten Steuerung erweitert die beamer-Klasse viele Standardbefehle und Umgebungen um optionale Steuerangaben der Form <Anzeige>. Sie legen fest, auf welchen Folien der zugehörige Inhalt angezeigt werden soll. Der Parameter Anzeige ist dabei folgendermaßen aufgebaut (Mehrfachnennungen sind durch Kommas zu trennen):

Die Angabe von <Anzeige> erfolgt dabei direkt nach dem Befehlsnamen. So zeigt zum Beispiel der Befehl \includegraphics<2>{bild.pdf} das zugehörige Bild nur auf der zweiten Folie an.

Die erweiterte Syntax der Listenumgebungen itemize, enumerate, description lautet

\begin{Listenumgebung}[< Standard-Anzeige>]
\item<Anzeige>[Kennzeichnung]
...
\end{Listenumgebung}
Sie ermöglicht die Anzeigensteuerung für jedes einzelne Listenelement. Der optionale Parameter Standard-Anzeige legt die Anzeigeregel für Einträge ohne die Angabe Anzeige fest. Insbesondere wird bei Angabe von +- für Standard-Anzeige jeder Listenpunkt einzeln eingeblendet.

Zur weiteren Anzeigensteuerung stehen unter anderem auch die folgenden Befehle zur Verfügung:

Bei Verwendung von \only bzw. \alt kann es bei unterschiedlichen Inhalte zu unterschiedlichen Postitionierungen beim restlichen Inhalt kommen, was zu einem unruhigen Bild beim Durchblättern führt. Die lässt sich vermeiden, indem die zugehörigen Inhalte in eine Umgebung der Form

\begin{overprint}
\onslide<Anzeige> Inhalt
\onslide<Anzeige> Inhalt
...
\end{overprint}
eingeschlossen werden. Die jeweils durch Anzeige angegebenen Foliennummern dürfen sich nicht überschneiden. Die Umgebung reserviert einen Bereich, dessen Größe an den Inhalt mit der größten Ausdehnung angepasst ist und zeigt jeweils nur den zu der aktuellen Folie gehörenden Inhalt an.

Sämtliche Effekte der Ablaufsteuerung können durch Angabe der Klassenoption trans, d.h. durch Verwendung von \documentclass[trans]{beamer}, außer Kraft gesetzt werden. Sie bewirkt, dass von jedem Frame jeweils nur die letzte Folie in der PDF-Datei gespeichert wird.

(Autor: Joachim Wipper)

Die folgende frame-Umgebung erstellt vier Folien.
  \begin{frame}[shrink]
    \frametitle{Konvergenzordnung}
    \begin{Satz}[Quadratische Konvergenz]
      Für eine einfache Nullstelle $x_\star$ konvergiert die
      Newton-Iteration lokal quadratisch, d.h. 
      \[
        |x_{n+1}-x_\star| \leq c |x_{n}-x_\star|^2 
      \]
      für Startpunkte $x_0$ in einer hinreichend kleinen Umgebung 
      von $x_\star$. 
    \end{Satz}
    \pause
    \begin{Beweis}
      \begin{itemize}[<+->]
        \item Lineare Taylor-Approximation: $0=f(x_\star)=f(x_n)+
          f'(x_n)(x_\star-x_n)+r$ mit Restglied 
          $r=\frac{1}{2}\,f''(\xi_n)(x_\star-x_n)^2$, $\xi_n$
          zwischen $x_\star$ und $x_n$ 
        \item Einsetzen von $f(x_n)=f'(x_n)(x_n-x_\star)-r$ in
          Iterationsvorschrift ergibt
          $x_{n+1} = x_\star - r/f'(x_n)$.
        \item $|1/f'(x_n)|$ und $|f''(\xi_n)|$ sind für $x_n
          \approx x_\star$ aus Stetigkeitsgründen gleichmäßig
          beschränkt. Dies impliziert $|x_{n+1}-x_\star| \leq 
          c|x_n-x_\star|^2$ mit $c \approx -\frac{1}{2}\;
          \frac{f''(x_\star)}{f'(x_\star)}$.
       \end{itemize}
    \end{Beweis}
  \end{frame}
Die erste Folie enthält den Inhalt bis zum \pause-Kommando:
\fbox{\includegraphics[width=10cm]{bsp_beamer_ablaufsteuerung1.eps}}
Der Parameter [<+->] der darauffolgenden itemize-Umgebung bewirkt, dass jeder Eintrag einzeln aufgedeckt wird. Die zweite Folie ist somit
\fbox{\includegraphics[width=10cm]{bsp_beamer_ablaufsteuerung2.eps}}
gefolgt von
\fbox{\includegraphics[width=10cm]{bsp_beamer_ablaufsteuerung3.eps}}
und der abschließenden vierten Folie
\fbox{\includegraphics[width=10cm]{bsp_beamer_ablaufsteuerung4.eps}}
(Themeneinstellung: \usetheme[secheader]{Boadilla})

(Autor: Joachim Wipper)

Download:

(Dateityp: .tex, 1.4K,  12.12.2007)

Die folgende frame-Umgebung erzeugt 8 Folien zur Illustration der Newton-Iteration.
  \begin{frame}
    \frametitle{Nullstellenbestimmung}
    \begin{Beispiel}
      Bestimmung der Nullstelle $x_\star=1$ der rationalen Funktion
      \[
        f(x)=\frac{(x-1)(3-x)}{x+1}
      \]
      ausgehend vom Startwert $x_0=1.55$.
    \end{Beispiel}
    \medskip
    \pause

    \begin{columns}
      \begin{column}{5cm} \small
        \begin{tabular}{|l|l|l|} \hline 
          $n$ & $x_n$ & $|f(x_n)|$  \\ \hline \hline
          \tt 0 & \tt 1.5500e+00 & \tt 3.1275e-01 \\ \hline
          \alert<2>{\tt 1} & \visible<2->{\tt 1.9199e-01} & 
            \visible<2->{\tt 1.9035e+00} \\ \hline
          \alert<3>{\tt 2} & \visible<3->{\tt 6.0306e-01} & 
             \visible<3->{\tt 5.9352e-01} \\ \hline
          ...   
          \alert<7>{\tt 6} & \visible<7->{\tt 1.0000e-00} & 
             \visible<7->{\tt 2.0969e-08} \\ \hline
          \tt 7 & \visible<8->{\tt 1.0000e-00} & 
             \visible<8->{\tt 4.4409e-16} \\ \hline
        \end{tabular}
      \end{column}
      \begin{column}{5cm}
        \begin{overprint}
          \onslide<2> 
            \includegraphics[width=\linewidth]{newton_pics_iter1.pdf}
          \onslide<3> 
            \includegraphics[width=\linewidth]{newton_pics_iter2.pdf}
          ...  
          \onslide<8> 
            \includegraphics[width=\linewidth]{newton_pics_iter7.pdf}
        \end{overprint}
      \end{column}
    \end{columns}
  \end{frame}
Die Folien sind dabei dreigeteilt. Im oberen Bereich wird ab der ersten Folie eine Beispiel-Umgebung angezeigt:
\fbox{\includegraphics[width=10cm]{bsp_beamer_ueberblendung1.eps}}
Der durch das \pause-Kommando abgegrenzte untere Bereich ist in zwei Spalten aufgeteilt. Die linke Spalte zeigt eine Tabelle mit den Werten der Newton-Iteration, die sukzessive mittels \visible eingeblendet werden. Zudem wird der zugehörige Index $ n$ mit Hilfe des Befehls \alert hervorgehoben. In der rechten Spalte erfolgt mittels Überblendungen in einer overprint-Umgebung jeweils die zugehörige graphische Darstellung.

Als zweite Folie ergibt sich somit

\fbox{\includegraphics[width=10cm]{bsp_beamer_ueberblendung2.eps}}
gefolgt von der dritten Folie
\fbox{\includegraphics[width=10cm]{bsp_beamer_ueberblendung3.eps}}
In den hier nicht abgebildeten vier folgenden Folien wird jeweils ein weiterer Iterationsschritt dargestellt. Die letzte Folie ist schließlich
\fbox{\includegraphics[width=10cm]{bsp_beamer_ueberblendung8.eps}}
(Themeneinstellung: \usetheme[secheader]{Boadilla})

(Autor: Joachim Wipper)

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  automatisch erstellt am 24.2.2009