Por que meu símbolo principal está muito baixo? E: Por que meus subscritos não são dimensionados adequadamente quando uso \scriptsize?

Por que meu símbolo principal está muito baixo? E: Por que meus subscritos não são dimensionados adequadamente quando uso \scriptsize?

Tenho duas perguntas (talvez simples) sobre o seguinte documento LaTeX

\documentclass{scrartcl}
\usepackage[ansinew]{inputenc}
\usepackage[T1]{fontenc}                                
\usepackage{tikz}                                               
\usepackage{pgfplots}                                       
\usetikzlibrary{intersections, calc}

\makeatletter
\DeclareMathSizes{\@xipt}{\@xipt}{6}{5}
\makeatother

\begin{document}
This is a nice picture with $\underline{U}_\mathrm{N}$, $U_\mathrm{L}$, $\varphi_\mathrm{U}$ and $\varphi_\mathrm{L}.$  

\begin{tikzpicture}
    \def\angle{acos(0.95)}

    \draw[->, name path=ul] (0,0) --  (5,0) coordinate (A) node[near end, anchor=north] {$U_\mathrm{L}$};
    \draw[->, name path=ux] (A) -- +({90-\angle}:3) coordinate (B) node[midway, anchor=west] {$\mathrm{j} \, X_\mathrm{N} \, \underline{I}$};
    \draw[->, name path=un] (0,0) -- (B) node[near end, anchor=south east] {$\underline{U}_\mathrm{N}$};
    \draw[->, name path=i] (0,0) -- +({-\angle}:1.5) coordinate (C) node[near end, anchor=north east] {$\underline{I}$};

    \path (0,0) let \p1 = ($(B)$) in +(15:{veclen(\x1,\y1)}) coordinate (D);
    \draw[gray, dashed, name path=circ] let \p1 = ($(B)$) in (D) arc (15:50:{veclen(\x1,\y1)});

    \draw[->, gray, name path=ii] (C) -- +({-\angle}:0.5) coordinate (CC) node[anchor=north east] {$\underline{I}'$};
    \draw[->, gray, name path=uull] (0,0) -- (4,0) coordinate (AA) node[near end, anchor=south] {$U'_\mathrm{L}$};
    \path[name path=uuxx] (AA) -- +({90-\angle}:8);
    \draw[->, gray, name intersections={of=uuxx and circ}] (AA) -- (intersection-1) coordinate (BB);
    \draw[->, gray, name path=uunn] (0,0) -- (BB) node[near end, anchor=south east] {$\underline{U}'_\mathrm{N}$};

    \draw[->] (1,0) let \p1 = ($(B)$) in arc (0:{atan(\y1/\x1)}:1) node[midway, anchor=west] {\scriptsize{$\varphi_\mathrm{U}$}};
    \draw[->] (1,0) let \p1 = ($(C)$) in arc (0:{atan(\y1/\x1)}:1) node[near end, anchor=west] {\scriptsize{$-\varphi_\mathrm{L}$}};
\end{tikzpicture}

\end{document}}

que produz algo como o seguinte:

MWE

  1. Por que o símbolo principal de $U'_\mathrm{L}$na imagem tikz é mais baixo do que para $\underline{U}'_\mathrm{N}$? (O último posicionamento principal me parece correto...) Obviamente, isso deve ter algo a ver com o \underlinecomando - mas o que posso fazer para resolver o problema desse posicionamento incorreto do símbolo principal? Aumentar o símbolo principal escrevendo $U^{'}_\mathrm{L}$aumenta muito - e provavelmente não é a maneira ideal de resolver esse problema.
  2. Eu costumava \DeclareMathSizes{\@xipt}{\@xipt}{6}{5}reduzir o tamanho dos subscritos e subscritos no modo matemático. No entanto, isso parece não funcionar quando uso \scriptsize{}no ambiente matemático, como pode ser visto no rótulo do ângulo: O U e o L nos rótulos dos ângulos são sensivelmente maiores do que na linha de texto acima do diagrama. Acho que isso se deve à minha configuração "estática" \DeclareMathSizes{\@xipt}{\@xipt}{6}{5}onde defino os tamanhos para os valores fixos de 6 e 5. Em caso afirmativo, como posso reduzir o tamanho dos subscritos e subscritos no modo matemático de uma forma mais flexível? Escrever \DeclareMathSizes{\@xipt}{\@xipt}{0.8*\@xipt}{0.7*\@xipt}não funcionou...

Responder1

Os símbolos principais não são muito baixos, são muito pequenos: você está solicitando que os sub/sobrescritos do primeiro nível tenham 6 pontos, o que é muito pequeno próximo a um símbolo de tamanho de 11 pontos.

Calcular 80% de 11 pontos resulta em 8,8 pontos, e o tamanho padrão de sub/sobrescrito de primeiro nível para 11 pontos é 8 pontos. É claro que você precisa de fontes arbitrariamente escaláveis ​​para que isso funcione ( \usepackage{lmodern}, por exemplo); basta fazer as contas:

\DeclareMathSizes{\@xipt}{\@xipt}{8.8}{7.7}

(mas esses valores são muito grandes, na minha opinião e eu deixaria o padrão). O tamanho da fonte usado para subscritos é igual ao tamanho usado para sobrescritos e isso não pode ser evitado. Você pode forçar subscritos grandes (geralmente letras maiúsculas) a serem empurrados um pouco para baixo especificando um sobrescrito fictício: compare

$a_{X} a^{}_{X}$

insira a descrição da imagem aqui

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