]> git.lyx.org Git - lyx.git/blob - lib/examples/tufte-book.lyx
6655eb3f342cefcaf172298d2362d47493e989b3
[lyx.git] / lib / examples / tufte-book.lyx
1 #LyX 1.6.5svn created this file. For more info see http://www.lyx.org/
2 \lyxformat 345
3 \begin_document
4 \begin_header
5 \textclass tufte-book
6 \options justified
7 \use_default_options true
8 \language english
9 \inputencoding auto
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18
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29 \paperorientation portrait
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31 \tocdepth 2
32 \paragraph_separation indent
33 \defskip medskip
34 \quotes_language english
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37 \paperpagestyle default
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39 \output_changes false
40 \author "" 
41 \author "" 
42 \end_header
43
44 \begin_body
45
46 \begin_layout Title
47 Random Tufte Examples
48 \end_layout
49
50 \begin_layout Author
51 Fake Author
52 \end_layout
53
54 \begin_layout Standard
55 \begin_inset CommandInset toc
56 LatexCommand tableofcontents
57
58 \end_inset
59
60
61 \end_layout
62
63 \begin_layout Chapter
64 The Features of the Tufte-book Class
65 \end_layout
66
67 \begin_layout Standard
68 In this document, I endeavor to show some of the features of the Tufte-book
69  class.
70  In the first chapter, I outline their use.
71  In the second chapter, I demonstrate their use through a handout I created
72  in my Calculus class.
73  For those who are viewing the .lyx file, I had to remove the figures and
74  replace them by boxes so that the download would not become overwhelming.
75 \begin_inset Flex Sidenote
76 status collapsed
77
78 \begin_layout Plain Layout
79 I created the figures with a combination of RLPlot and Inkscape.
80 \end_layout
81
82 \end_inset
83
84
85 \end_layout
86
87 \begin_layout Section
88 Features
89 \end_layout
90
91 \begin_layout Standard
92 The Tufte-book class is based on the work of Edward Tufte.
93  His documents consist of a column of text beside a wide column of margin
94  notes and margin figures.
95  This is to improve readability.
96 \end_layout
97
98 \begin_layout Standard
99 Features included in this format include:
100 \end_layout
101
102 \begin_layout Itemize
103 Margin figures
104 \end_layout
105
106 \begin_layout Itemize
107 Ordinary figures in text with captions in margins
108 \end_layout
109
110 \begin_layout Itemize
111 Full width figures and text when needed
112 \end_layout
113
114 \begin_layout Itemize
115 \begin_inset Quotes eld
116 \end_inset
117
118 Footnotes
119 \begin_inset Quotes erd
120 \end_inset
121
122  in margins
123 \end_layout
124
125 \begin_layout Itemize
126 Limited layers of sections and subsections
127 \end_layout
128
129 \begin_layout Standard
130 In this sample document, I will demonstrate some of these features.
131  For a full demonstration, visit the webpage.
132 \end_layout
133
134 \begin_layout Section
135 Page Layout
136 \end_layout
137
138 \begin_layout Standard
139 Tufte's margins are 
140 \begin_inset Quotes eld
141 \end_inset
142
143 ragged right
144 \begin_inset Quotes erd
145 \end_inset
146
147  rather than justified.
148 \begin_inset Flex Sidenote
149 status collapsed
150
151 \begin_layout Plain Layout
152 This document is justified.
153  Add the option "justified" to the Custom line of the Document Class part
154  of the Document Settings.
155 \end_layout
156
157 \end_inset
158
159  The ragged right is used in most of his works, but the option exists for
160  justified text.
161 \end_layout
162
163 \begin_layout Standard
164 Tufte also formats his pages so that they are not symmetric.
165  Instead, each page is the same and all the marginalia appear on the right
166  side of each page.
167  After experimentation, I agree that this option is best.
168  A symmetric layout appeared strange, to say the least.
169 \begin_inset Flex Sidenote
170 status collapsed
171
172 \begin_layout Plain Layout
173 To create a symmetric layout, add the option "symmetric" to the Custom line
174  of the Document Class part of the Document Settings.
175 \end_layout
176
177 \end_inset
178
179
180 \end_layout
181
182 \begin_layout Standard
183 Finally, by default, Tufte does not number his chapters or his sections.
184  Since I like to refer to sections by number, I changed this section in
185  the Document Settings by moving the slider under the Numbering and TOC
186  section.
187 \end_layout
188
189 \begin_layout Section
190 Figures
191 \end_layout
192
193 \begin_layout Standard
194 Tufte uses ordinary figure floats like this:
195 \end_layout
196
197 \begin_layout Standard
198 \begin_inset Float figure
199 wide false
200 sideways false
201 status open
202
203 \begin_layout Plain Layout
204 \begin_inset Box Boxed
205 position "t"
206 hor_pos "c"
207 has_inner_box 1
208 inner_pos "t"
209 use_parbox 0
210 width "100col%"
211 special "none"
212 height "1in"
213 height_special "totalheight"
214 status open
215
216 \begin_layout Plain Layout
217 Imagine your favorite figure inside this box instead of this boring text.
218 \end_layout
219
220 \end_inset
221
222
223 \begin_inset Caption
224
225 \begin_layout Plain Layout
226 An ordinary figure float.
227 \end_layout
228
229 \end_inset
230
231
232 \end_layout
233
234 \end_inset
235
236
237 \end_layout
238
239 \begin_layout Standard
240 Tufte also uses margin figures, a feature I wish I could apply to the Memoir
241  class.
242 \end_layout
243
244 \begin_layout Standard
245 \begin_inset Float marginfigure
246 wide false
247 sideways false
248 status open
249
250 \begin_layout Plain Layout
251 \begin_inset Box Boxed
252 position "t"
253 hor_pos "c"
254 has_inner_box 1
255 inner_pos "t"
256 use_parbox 0
257 width "100col%"
258 special "none"
259 height "1in"
260 height_special "totalheight"
261 status open
262
263 \begin_layout Plain Layout
264 Imagine your favorite photograph of a squirrel inside this box instead of
265  this boring text.
266 \end_layout
267
268 \end_inset
269
270
271 \begin_inset Caption
272
273 \begin_layout Plain Layout
274 A margin figure
275 \end_layout
276
277 \end_inset
278
279
280 \end_layout
281
282 \end_inset
283
284
285 \end_layout
286
287 \begin_layout Standard
288 Naturally, the Tufte-book class also allows the use of tables in the margins
289  and in the text in the same way that the figures are used.
290  I would use the margin tables for a small set of data to illustrate a concept
291  such as 
292 \begin_inset Quotes eld
293 \end_inset
294
295 Look, distance-time data is quadratic when the object is falling.
296 \begin_inset Quotes erd
297 \end_inset
298
299  I might put flame test results and comments in a full-width table.
300 \end_layout
301
302 \begin_layout Standard
303 I did attempt to use the figure-wrap float with Tufte.
304  LyX interpreted it as a figure float and sometimes didn't show it at all.
305  With only the narrow column of text available, I think that it should probably
306  be suppressed when someone edits the layout file!
307 \end_layout
308
309 \begin_layout Standard
310 A final type of figure is a full-width figure.
311  This is one which takes up the entire width of the page: text and margin
312  alike.
313  I'm proud of this because this was my one original contribution as it does
314  not seem to be in the Tufte-handout.layout file.
315 \end_layout
316
317 \begin_layout Standard
318 \begin_inset Float figure
319 wide true
320 sideways false
321 status open
322
323 \begin_layout Plain Layout
324 \begin_inset Box Boxed
325 position "t"
326 hor_pos "c"
327 has_inner_box 1
328 inner_pos "t"
329 use_parbox 0
330 width "100col%"
331 special "none"
332 height "1in"
333 height_special "totalheight"
334 status open
335
336 \begin_layout Plain Layout
337 Imagine a photograph of a squirrel stretched out on its side in this box.
338  One of the bugs in my layout is that this only works with pictures, not
339  with frames around minipages, the way it's set up here.
340 \end_layout
341
342 \end_inset
343
344
345 \end_layout
346
347 \begin_layout Plain Layout
348 \begin_inset Caption
349
350 \begin_layout Plain Layout
351 A full-width figure.
352 \end_layout
353
354 \end_inset
355
356
357 \end_layout
358
359 \end_inset
360
361
362 \end_layout
363
364 \begin_layout Section
365 Working with Text
366 \end_layout
367
368 \begin_layout Standard
369 Tufte provides a number of innovations for use with his text.
370  The first is the extensive use of margin notes.
371 \begin_inset Flex Sidenote
372 status open
373
374 \begin_layout Plain Layout
375 This is an example of a Tufte style margin note.
376 \end_layout
377
378 \end_inset
379
380  Tufte's margin notes use a slightly smaller font and they have the added
381  benefit of reference by a superscript.
382  Ordinary margin notes do not have this.
383  Both types are shown.
384 \begin_inset Marginal
385 status open
386
387 \begin_layout Plain Layout
388 This is an ordinary margin note.
389 \end_layout
390
391 \end_inset
392
393
394 \end_layout
395
396 \begin_layout Standard
397 \begin_inset Flex Newthought
398 status open
399
400 \begin_layout Plain Layout
401 Another useful
402 \end_layout
403
404 \end_inset
405
406  innovation is Tufte's 
407 \series bold
408 new thought
409 \series default
410  command.
411  It introduces new thoughts, such as this paragraph, with small capitals.
412 \end_layout
413
414 \begin_layout Standard
415 Finally, Tufte has a setting to print full-width text.
416  This spreads it from margin to margin.
417  I believe this might be useful for quoting a text.
418 \end_layout
419
420 \begin_layout Standard
421 Another available style is 
422 \begin_inset Flex Allcaps
423 status open
424
425 \begin_layout Plain Layout
426 allcaps
427 \end_layout
428
429 \end_inset
430
431 .
432 \end_layout
433
434 \begin_layout Full Width
435 This is full width text.
436  I'm not going to quote a text because I don't want to mess with citations
437  and I haven't yet figured out how to use BiBTeX.
438  I thought about quoting from some of my own materials, but then I decided
439  not to.
440  Instead, I decided to just type for a while and fill up 3 lines on my screen
441  with whatever nonsense came into my head.
442  
443 \end_layout
444
445 \begin_layout Standard
446 I've honestly not found a use for the fullwidth setting in my own materials.
447 \end_layout
448
449 \begin_layout Section
450 Conclusions
451 \end_layout
452
453 \begin_layout Standard
454 I like a lot of what Tufte has done.
455  At the moment, however, I only use his style in my Calculus class.
456  I have a good Calculus book, but it requires extensive notes to adapt it
457  for the high school level.
458  For my Physics, Chemistry, and Biology courses, the Memoir class seems
459  more suited.
460  I wish it were possible to take the idea of margin figures from Tufte and
461  put it into Memoir.
462  I also prefer Tufte's method of dealing with margin notes.
463 \end_layout
464
465 \begin_layout Chapter
466 Calculation of Volume: Sections 2.12-2.13
467 \end_layout
468
469 \begin_layout Abstract
470 Imagine taking a function like 
471 \begin_inset Formula $y=\sqrt{x}$
472 \end_inset
473
474  and rotating it in 3 dimensions around the x-axis.
475  The resulting shape would look somewhat like a cup (on its side).
476  Interestingly, integration empowers us to do exactly this and to find out
477  how much water that cup could hold.
478 \end_layout
479
480 \begin_layout Section
481 Visualizing Rotation
482 \end_layout
483
484 \begin_layout Standard
485 \begin_inset Float marginfigure
486 wide false
487 sideways false
488 status open
489
490 \begin_layout Plain Layout
491 \begin_inset Box Boxed
492 position "t"
493 hor_pos "c"
494 has_inner_box 1
495 inner_pos "t"
496 use_parbox 0
497 width "100col%"
498 special "none"
499 height "1in"
500 height_special "totalheight"
501 status open
502
503 \begin_layout Plain Layout
504 I had a graph of the square root function here.
505 \end_layout
506
507 \end_inset
508
509
510 \begin_inset Caption
511
512 \begin_layout Plain Layout
513 \begin_inset CommandInset label
514 LatexCommand label
515 name "mar:A-graph-of"
516
517 \end_inset
518
519 A graph of 
520 \begin_inset Formula $f(x)=\sqrt{x}$
521 \end_inset
522
523
524 \end_layout
525
526 \end_inset
527
528
529 \end_layout
530
531 \end_inset
532
533
534 \end_layout
535
536 \begin_layout Standard
537 \begin_inset Float marginfigure
538 wide false
539 sideways false
540 status open
541
542 \begin_layout Plain Layout
543 \begin_inset Box Boxed
544 position "t"
545 hor_pos "c"
546 has_inner_box 1
547 inner_pos "t"
548 use_parbox 0
549 width "100col%"
550 special "none"
551 height "1in"
552 height_special "totalheight"
553 status open
554
555 \begin_layout Plain Layout
556 Here I rotated the square root function and then drew a disk on the figure
557  to illustrate how I would calculate the volume of the figure.
558 \end_layout
559
560 \end_inset
561
562
563 \begin_inset Caption
564
565 \begin_layout Plain Layout
566 \begin_inset CommandInset label
567 LatexCommand label
568 name "mar:rotated"
569
570 \end_inset
571
572 A graph of 
573 \begin_inset Formula $f(x)=\sqrt{x}$
574 \end_inset
575
576  rotated about the x-axis and with additional remarks for integration.
577 \end_layout
578
579 \end_inset
580
581
582 \end_layout
583
584 \end_inset
585
586
587 \end_layout
588
589 \begin_layout Standard
590 Figure 
591 \begin_inset CommandInset ref
592 LatexCommand ref
593 reference "mar:A-graph-of"
594
595 \end_inset
596
597  shows the plot of the function 
598 \begin_inset Formula $f(x)=\sqrt{x}.$
599 \end_inset
600
601  Now, imagine that we rotate that function about the x-axis.
602  The resulting figure would be somewhat like figure 
603 \begin_inset CommandInset ref
604 LatexCommand ref
605 reference "mar:rotated"
606
607 \end_inset
608
609 .
610  This is akin to a cup lying on its side.
611  For the sake of clarity, the artist (me) drew a circle on the end of the
612  figure to show that it is indeed rotated.
613 \end_layout
614
615 \begin_layout Standard
616 Now, suppose we wished to find the volume of the figure.
617  When we integrated the original square root function to find its area,
618  we imagined a series of rectangles inside the figure.
619  Their height was 
620 \begin_inset Formula $h=f(x)$
621 \end_inset
622
623  and their width was 
624 \begin_inset Formula $dx$
625 \end_inset
626
627 .
628  Since height multiplied by width was the area of each rectangle, we summed
629  these areas and rewrote this as 
630 \begin_inset Formula $\int\, f(x)\, dx$
631 \end_inset
632
633 , or, in this specific case, 
634 \begin_inset Formula $\int\,\sqrt{x}\, dx$
635 \end_inset
636
637 .
638 \end_layout
639
640 \begin_layout Standard
641 To find the volume of our rotated figure the prodecure is quite similar.
642  Begin by rotating each rectangle about the x-axis.
643  This creates a series of cylinders.
644 \begin_inset Flex Sidenote
645 status collapsed
646
647 \begin_layout Plain Layout
648 The text refers to these cylinders as "disks".
649  This is standard practice in all the Calculus books I checked.
650 \end_layout
651
652 \end_inset
653
654  Then, we can find the volume of each cylinder/disk.
655  The basic formula is:
656 \end_layout
657
658 \begin_layout Standard
659 \begin_inset Formula \[
660 V=hA\]
661
662 \end_inset
663
664
665 \end_layout
666
667 \begin_layout Standard
668 \noindent
669 where 
670 \begin_inset Formula $h$
671 \end_inset
672
673  is the height of the cylinder (width of the rectangle) 
674 \begin_inset Formula $dx$
675 \end_inset
676
677 .
678  The area of each figure is a circle where 
679 \begin_inset Formula $A=\pi r^{2}$
680 \end_inset
681
682 .
683  The radius in this case is the function 
684 \begin_inset Formula $f(x)$
685 \end_inset
686
687 .
688  By substitution
689 \end_layout
690
691 \begin_layout Standard
692 \begin_inset Formula \[
693 A=\pi f^{2}(x)\]
694
695 \end_inset
696
697
698 \end_layout
699
700 \begin_layout Standard
701 \noindent
702 In our specific case, 
703 \end_layout
704
705 \begin_layout Standard
706 \begin_inset Formula \begin{eqnarray*}
707 A & = & \pi\left(\sqrt{x}\right)^{2}\\
708  & = & \pi x\end{eqnarray*}
709
710 \end_inset
711
712
713 \end_layout
714
715 \begin_layout Standard
716 To calculate the volume of one disk, we have
717 \end_layout
718
719 \begin_layout Standard
720 \begin_inset Formula \[
721 V=\pi x\, dx\]
722
723 \end_inset
724
725
726 \end_layout
727
728 \begin_layout Standard
729 \noindent
730 or, in the general case
731 \end_layout
732
733 \begin_layout Standard
734 \begin_inset Formula \[
735 V=\pi f^{2}(x)\, dx\]
736
737 \end_inset
738
739
740 \end_layout
741
742 \begin_layout Standard
743 To find the volume of the figure between points 
744 \begin_inset Formula $a$
745 \end_inset
746
747  and 
748 \begin_inset Formula $b$
749 \end_inset
750
751  we sum the volumes by means of integration:
752 \end_layout
753
754 \begin_layout Standard
755 \begin_inset Formula \begin{equation}
756 \int_{a}^{b}\,\pi f^{2}(x)\, dx\end{equation}
757
758 \end_inset
759
760
761 \end_layout
762
763 \begin_layout Standard
764 \noindent
765 In the specific example, over the interval 
766 \begin_inset Formula $[0,4]$
767 \end_inset
768
769
770 \end_layout
771
772 \begin_layout Standard
773 \begin_inset Formula \begin{eqnarray*}
774 \int_{0}^{4}\,\pi x\, dx & = & \pi\int_{0}^{4}\, x\, dx\\
775  & = & \pi\left.\left(\frac{x^{2}}{2}\right)\right|_{0}^{4}\\
776  & = & \pi\left(\frac{4^{2}}{2}-0\right)\\
777  & = & 8\pi\end{eqnarray*}
778
779 \end_inset
780
781
782 \end_layout
783
784 \begin_layout Standard
785 \begin_inset Flex Newthought
786 status open
787
788 \begin_layout Plain Layout
789 Suppose I drill
790 \end_layout
791
792 \end_inset
793
794  a special hole down the length of the cup we just worked with.
795  It is made with a quadratic shaped bit.
796 \begin_inset Flex Sidenote
797 status collapsed
798
799 \begin_layout Plain Layout
800 I have no idea how I'd do this in real life, but I'm making a point.
801 \end_layout
802
803 \end_inset
804
805  I find that the hole the bit makes can be modeled with the function 
806 \begin_inset Formula $g(x)=\frac{x^{2}}{16}$
807 \end_inset
808
809 .
810  I would need to subtract the volume of the material removed from the volume
811  of the entire 
812 \begin_inset Quotes eld
813 \end_inset
814
815 cup
816 \begin_inset Quotes erd
817 \end_inset
818
819 .
820  Each individual cylinder would become like a 
821 \begin_inset Quotes eld
822 \end_inset
823
824 washer
825 \begin_inset Quotes erd
826 \end_inset
827
828 .
829  To get the area of one washer, I would use the formula
830 \end_layout
831
832 \begin_layout Standard
833 \begin_inset Float marginfigure
834 wide false
835 sideways false
836 status open
837
838 \begin_layout Plain Layout
839 \begin_inset Box Boxed
840 position "t"
841 hor_pos "c"
842 has_inner_box 1
843 inner_pos "t"
844 use_parbox 0
845 width "100col%"
846 special "none"
847 height "1in"
848 height_special "totalheight"
849 status open
850
851 \begin_layout Plain Layout
852 Here I used RLPlot to draw the square root function and the quadratic function.
853  Then I used Inkscape to shade the area between them.
854 \end_layout
855
856 \end_inset
857
858
859 \begin_inset Caption
860
861 \begin_layout Plain Layout
862 The functions 
863 \begin_inset Formula $f(x)$
864 \end_inset
865
866  and 
867 \begin_inset Formula $g(x)$
868 \end_inset
869
870  and the area left by 
871 \begin_inset Formula $f(x)-g(x)$
872 \end_inset
873
874
875 \end_layout
876
877 \end_inset
878
879
880 \end_layout
881
882 \end_inset
883
884
885 \end_layout
886
887 \begin_layout Standard
888 \begin_inset Formula \begin{eqnarray*}
889 A_{washer} & = & A_{cup}-A_{drill}\\
890  & = & \pi f^{2}(x)-\pi g^{2}(x)\\
891  & = & \pi\left(f^{2}(x)-g^{2}(x)\right)\end{eqnarray*}
892
893 \end_inset
894
895
896 \end_layout
897
898 \begin_layout Standard
899 The volume of each washer would be
900 \end_layout
901
902 \begin_layout Standard
903 \begin_inset Formula \begin{eqnarray*}
904 V_{washer} & = & A_{washer}\, dx\\
905  & = & \pi\left(f^{2}(x)-g^{2}(x)\right)\, dx\end{eqnarray*}
906
907 \end_inset
908
909
910 \end_layout
911
912 \begin_layout Standard
913 \noindent
914 Then, by summing the volumes of all the washers between points 
915 \begin_inset Formula $a$
916 \end_inset
917
918  and 
919 \begin_inset Formula $b$
920 \end_inset
921
922 , the integral is derived:
923 \end_layout
924
925 \begin_layout Standard
926 \begin_inset Formula \begin{equation}
927 \int_{a}^{b}\,\pi\left(f^{2}(x)-g^{2}(x)\right)\, dx\end{equation}
928
929 \end_inset
930
931
932 \end_layout
933
934 \begin_layout Standard
935 In the case of our quadratic drill bit::
936 \begin_inset Float marginfigure
937 wide false
938 sideways false
939 status open
940
941 \begin_layout Plain Layout
942 \begin_inset Box Boxed
943 position "t"
944 hor_pos "c"
945 has_inner_box 1
946 inner_pos "t"
947 use_parbox 0
948 width "100col%"
949 special "none"
950 height "1in"
951 height_special "totalheight"
952 status open
953
954 \begin_layout Plain Layout
955 This was the rotated set of 2 functions.
956 \end_layout
957
958 \end_inset
959
960
961 \begin_inset Caption
962
963 \begin_layout Plain Layout
964 The cup with a quadratic hole drilled down its length
965 \end_layout
966
967 \end_inset
968
969
970 \end_layout
971
972 \end_inset
973
974
975 \end_layout
976
977 \begin_layout Standard
978 \begin_inset Formula \begin{eqnarray*}
979 \int_{0}^{4}\,\pi\left(\left(\sqrt{x}\right)^{2}-\left(\frac{x^{2}}{16}\right)\right)\, dx & = & \pi\int_{0}^{4}\,\left(x-\frac{x^{4}}{256}\right)\, dx\\
980  & = & \pi\left(\int_{0}^{4}\, x\, dx-\int_{0}^{4}\,\frac{x^{4}}{256}\, dx\right)\\
981  & = & \pi\left(\left.\left(\frac{x^{2}}{2}\right)\right|_{0}^{4}-\left.\left(\frac{x^{5}}{1280}\right)\right|_{0}^{4}\right)\\
982  & = & \pi\left(\left(\frac{4^{2}}{2}-0\right)-\left(\frac{4^{5}}{1280}-0\right)\right)\\
983  & = & \pi\left(8-0.8\right)\\
984  & = & 7.2\pi\end{eqnarray*}
985
986 \end_inset
987
988
989 \end_layout
990
991 \begin_layout Standard
992
993 \end_layout
994
995 \begin_layout Section
996 Homework 
997 \end_layout
998
999 \begin_layout Itemize
1000 p114: 1, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 15
1001 \end_layout
1002
1003 \end_body
1004 \end_document