简介

环境配置

代码类型: tikz

\usepackage{tikz}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
...
\end{tikzpicture}
\end{document}

可用package

The following packages are available in \usepackage{}:

chemfig
tikz-cd
circuitikz
pgfplots
array
amsmath
amstext
amsfonts
amssymb
tikz-3dplot

部分package示例

3D线图: \usepackage{tikz-3dplot}
网格图: \usepackage{pgfplots}
电路: \usepackage{circuitikz}
交换图: \usepackage{tikz-cd}
有机化学: \usepackage{chemfig}

配置项

2D图

定义变量 $x$ 的范围: \draw[domain= 0:1,smooth,variable=\x]

3D图

旋转体

观察角:
% 设置 3D 视角（俯仰角 80° 通常是固定的; 水平旋转角 120°, 或90°）
\tdplotsetmaincoords{80}{120}
实线绘制边缘
\draw[smooth, thick],
根据水平旋转角 120°, 绘制另一边120°+180°=300° ,两条边.
根据俯仰角, 可能会调整, 如:
- 110度, 按感觉改的, 120°-10°=110°
- 另一条边也是因为倾斜视图的原因, 120°+180°+10°=310°
虚线绘制主平面投影
\draw[dashed]
仅有实体形状才使用加粗\draw[smooth, thick], 如: 圆柱的底部,顶部,边界用实线绘制, 没有明确指定则不调整颜色
相交平面使用填充透明度0.2: \fill[black!20,opacity=0.2]

斜线填充

在 Obsidian 的 TikZ 环境（tikzjax） 下，斜线填充不能使用 \foreach 循环或者 patterns，因此可以用 \clip 加 \fill 来手动绘制斜线填充。下面是修正后的 tikzjax 兼容代码：

代码优化点：

斜线填充：
- 不能使用 \foreach 在 \clip 内部，因此 使用 \clip 限制区域，然后绘制一系列平行线，保证它们只出现在圆内部。
- 这里的 \foreach \y in {-1.5,-1.2,...,1.5} 产生 从左到右的斜线。
旋转箭头：
- 直接用 arc[start angle=0,end angle=45] 绘制 顺时针旋转的小箭头。

颜色填充

% 填充阴影区域
\begin{scope} \clip (0,-1.5) rectangle (1,0); \fill[black!20,opacity=0.7] plot[domain=0.01:1,smooth]({\x}, {ln(\x)}) -- (1,0) -- (0,0) -- cycle; \end{scope}

% 内层
\draw[fill=red!80,fill opacity=0.5] 
	plot[variable=\t,domain=\thetaEdgeB:\thetaEdgeA,smooth] ({2*cos(\t)},{2*sin(\t)},{2}) 
 -- plot[variable=\t,domain=\thetaEdgeA:\thetaEdgeB,smooth] ({cos(\t)},{sin(\t)},{1}) 
 -- cycle;

✅ 2D：确保 y 轴范围受控，避免 TikzJax 计算溢出
✅ 3D：固定 \tdplotsetmaincoords{80}{120}，只绘制关键轮廓
✅ 曲线：使用 smooth 和 samples=100，提高解析精度
✅ 颜色：仅用黑白，避免 colormap 和 fill opacity
✅ 阴影：尽量 filldraw 而非 clip，减少 TikzJax 解析负担

Polygon

You can use the geometric shapes given by the shapes.geometric library

\usetikzlibrary{shapes.geometric}

\begin{tikzpicture}[mystyle/.style={draw,shape=circle,fill=blue}]
\def\ngon{5}
\node[regular polygon,regular polygon sides=\ngon,minimum size=3cm] (p) {};
\foreach\x in {1,...,\ngon}{\node[mystyle] (p\x) at (p.corner \x){};}
\foreach\x in {1,...,\numexpr\ngon-1\relax}{
  \foreach\y in {\x,...,\ngon}{
    \draw (p\x) -- (p\y);
  }
}
\end{tikzpicture}

One short tikz code without use of a library.

\documentclass[border=7mm]{standalone}
\usepackage{tikz}
\begin{document}
\foreach \n in {3,...,7}
  \tikz\foreach \i in {1,...,\n}
    \fill (\i*360/\n:1) coordinate (n\i) circle(2 pt)
      \ifnum \i>1 foreach \j in {\i,...,1}{(n\i) edge (n\j)} \fi;
\end{document}

For fun, a short code with pst-poly gets the desired result:

\documentclass[svgnames]{standalone}

\usepackage{pst-poly}
\usepackage{auto-pst-pdf}
\begin{document}

\psset{unit=3.5cm, dimen=middle, linejoin=1, dotsize=12pt}
\begin{pspicture}(-1,-1)(1,1)
    \providecommand{\PstPolygonNode}{\psdots[dotsize=12pt, linecolor=SteelBlue](1;\INode)
    }
    \rput(0,0){\PstPentagon[PolyName=A, linecolor=LightSteelBlue, linewidth=1.2pt] }
    \rput(0,0){\PstPentagon[PolyName=A, PolyOffset=2] }
\end{pspicture}

\end{document}

Upgrade: An improved version, which itself calculate all necessary data from given number of nodes and angle of the first node position:

\documentclass[border=3mm,tikz]{standalone}

\begin{document}
\begin{tikzpicture}[
 every node/.style={draw,shape=circle,fill=blue,text=white}]
%%%% variable data data
\def\numpoly{8}%number of nodes
\def\startangle{30}%direction of the first node
\def\pradious{33mm}
%------- calculations of the positions angles
\pgfmathparse{int(\startangle+360/\numpoly)}%
    \let\nextangle=\pgfmathresult
\pgfmathparse{int(\startangle-360/\numpoly+360)}%
    \let\endtangle=\pgfmathresult
%--- nodes
    \foreach \i [count=\ii from 1] in {\startangle,\nextangle,...,\endtangle}
\path (\i:\pradious) node (p\ii) {\ii};
%--- interconnections
    \foreach \x in {1,...,\numpoly}
        \foreach \y in {\x,...,\numpoly}
\draw (p\y) -- (p\x);
    \end{tikzpicture}
\end{document}

案例

2D

3D

必须需要导入 \usepackage{tikz-3dplot} 包!

真实边缘轮廓的角度为 \tdplotsetmaincoords{80}{120} 后者120和其补角: 120+180, 这两个线是真实视角边缘轮廓线

3D直角坐标平面案例

表 (a) 方程组有解的情形

图形	几何意义	代数表达
1	三张平面相交于一点	$r(A) = r(\bar{A}) = 3$
2	三张平面相交于一条直线	$r(A) = r(\bar{A}) = 2$ ，且 $\beta_1, \beta_2, \beta_3$ 中任意两个向量线性无关
3	两张平面重合，第三张平面与之相交	$r(A) = r(\bar{A}) = 2$ ，且 $\beta_1, \beta_2, \beta_3$ 中有两个向量线性相关
4	三张平面重合	$r(A) = r(\bar{A}) = 1$

表 (b) 方程组无解的情形

图形	几何意义	代数表达
5	三张平面两两相交，且交线相互平行	$r(A) = 2, r(\bar{A}) = 3$ ，且 $a_1, a_2, a_3$ 中任意两个向量都线性无关
6	两张平面平行，第三张平面与它们相交	$r(A) = 2, r(\bar{A}) = 3$ ，且 $a_1, a_2, a_3$ 中有两个向量线性相关

使用 level distance 让层级间距适应不同深度
- level distance 设定层间距离，但 TikZ 不能自动为深度不同的子树调整距离。
- 可以 单独设置特定层级的 sibling distance 以避免重叠。
增加 sibling distance 以避免重叠
- sibling distance 控制同一级别节点的水平间隔。
- TikZ 默认让兄弟节点 均匀分布，但我们可以 手动增加间隔。
**手动调整特定子树的 `level distance
- 可以 为不同的层级设置不同的 level distance 让它们分布得更合理。

TikZ 绘图失败原因与解决方案总结

1. 计算溢出

问题：高次幂、多项式计算导致 TikzJax 计算失败。
解决方案：
- 限制 y 轴范围：max(y_{\min}, min(y_{\max}, f(x)))
- 降低幂次：尝试分解或近似表示。

2. 超出坐标轴范围

问题：曲线部分超出可视范围，导致图像部分缺失或溢出。
解决方案：
- 手动设置 x 和 y 轴范围，例如 domain=0.5:4.5, ymin=-2, ymax=2。

3. TikzJax 不支持 `pgfplots`

问题：在 Obsidian 中，pgfplots 不能直接使用。
解决方案：
- 只用 \draw plot，不要 \addplot 和 \begin{axis}。
- 预计算点值并手动绘制。

4. 计算精度问题

问题：某些 plot 计算 TikzJax 解析失败。
解决方案：
- 增加 samples，如 samples=100。
- 复杂计算分步执行，或使用 foreach 逐点绘制。

5. 3D 视角错误

问题：3D 视角不符合需求，导致 x, y, z 轴方向不正确。
解决方案：
- 设定 \tdplotsetmaincoords{80}{120} 统一标准视角。
- 只绘制主要轮廓，去除 surf 填充。

6. 颜色与 TikzJax 兼容问题

问题：某些 colormap、opacity 设置可能导致 TikzJax 解析失败。
解决方案：
- 避免 colormap，只用 black!50、gray。
- 使用 pattern 代替 fill opacity。

7. 复杂阴影填充失败

问题：clip 可能导致 TikzJax 解析异常。
解决方案：
- 先用 \clip 限制区域，再 \fill 。
- 避免 clip，改用 filldraw 手动绘制封闭区域。

8. 关键点与标注

问题：关键点未标记，导致数学分析不直观。
解决方案：
- 使用 \node[below] 明确标注关键点（如 x=1,2,3,4）。
- 方程统一放置在右上角：\node[anchor=west]。

9. 忘记导入3d包

问题：忘记导入3d包，导致无法加载3d图形。
解决方案：使用 \usepackage{tikz-3dplot} 导入tikz-3dplot包

10. 坐标轴

坐标轴绘制, 不要使用白色: \draw[->,white] 在黑暗模式下会看不清

TikZJax 绘图经验总结

1. 轴刻度

X 轴、Y 轴刻度需完整标注，避免遗漏关键点：

\foreach \x in {1,2,3} {
  \draw (\x,0.1) -- (\x,-0.1) node[below] {$\x$};
}

\foreach \y in {1,2,3} {
  \draw (0.1,\y) -- (-0.1,\y) node[left] {$\y$};
}

2. 分段函数绘制

端点处理：
- 闭区间（取值）： \filldraw (x,y) circle (2pt);
- 开区间（不取值）： \draw[fill=white] (x,y) circle (2pt);

避免错误连接，分段独立绘制：

\draw[thick] (a,b) -- (c,d); % 正常直线
\draw[thick,->] (a,b) -- (c,d); % 延伸部分

3. 标注

紧靠对应函数段落，避免放远处：
```
\node[above] at (0.5,2) {$Y=2\ (X\leq1)$};
```

4. 绘图范围控制

局部调整，避免全局修改，保证 X<0 和 X>3 不受影响。
箭头 (->) 只用于表示无限延伸。

5. 代码结构

顺序：坐标轴 → 刻度 → 线条 → 端点 → 标注。
使用 scale=1 确保显示正常：
```
\begin{tikzpicture}[scale=1]
```

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