Alinhamento de nós no sistema de transição

Question

Estou tentando criar diagramas como os da imagem a seguir no TikZ (incluí alguns exemplos diferentes). Atualmente, mudo manualmente os nós ao longo do eixo x para ajustá-los um pouco, mas isso obviamente não funciona muito bem. Além de experimentar valores diferentes até que funcione com esforço, os nós nem estão alinhados corretamente. O último exemplo mostra isso muito bem ( a_0e a_ndeveria estar acima b_0e b_nrespectivamente).

Esta é minha abordagem atual, MWE para os exemplos fornecidos:

\documentclass[tikz]{standalone}

\begin{document}
    \begin{tikzpicture}
        \node (a) at (0, 0) {$(p, \bar{u}) = c_1$};
        \node[rotate=90] (leq1) at (0.6, -0.35) {$\leq$};
        \node (b) at (1.2, -0.7) {$(p, \bar{u}') = c_1' \longrightarrow c_2' = (q, \bar{v}')$};
        \node[rotate=90] (leq2) at (1.7, -1.05) {$\leq$};
        \node (c) at (2.4, -1.4) {$c_2 = (q, \bar{v})$};
    \end{tikzpicture}

    \begin{tikzpicture}
        \node (a) at (0, 0) {$(p, \bar{v})$};
        \node[rotate=90] (leq1) at (0, -0.35) {$\leq$};
        \node (b) at (0.9, -0.7) {$(p, \bar{v}') \longrightarrow (q, \bar{w}')$};
        \node[rotate=90] (leq2) at (1.7, -1.05) {$\leq$};
        \node (c) at (1.7, -1.4) {$(q, \bar{w})$};
    \end{tikzpicture}

    \begin{tikzpicture}
        \node (a) at (0, 0) {$(p, u)$};
        \node[rotate=90] (leq1) at (0, -0.35) {$\leq$};
        \node (b) at (-0.3, -0.7) {$A \ni (p, u')$};
        \node[rotate=90] (leq2) at (0, -1.05) {$\leq$};
        \node (c) at (0, -1.4) {$(p, u'')$};
        \node[rotate=90] (leq2) at (0, -1.75) {$\leq$};
        \node (d) at (0.75, -2.1) {$B \ni (p, u''') \longrightarrow (q, v) \in C$};
    \end{tikzpicture}

    \begin{tikzpicture}
        \node (a) at (0, 0) {$\circ \longrightarrow^* \circ$};
        \node[rotate=90] (leq1) at (-0.5, -0.35) {$\leq$};
        \node[rotate=90] (leq2) at (0.5, -0.35) {$\leq$};
        \node (b) at (0.5, -0.7) {$\circ \longrightarrow \circ \longrightarrow^* \circ$};
        \node[rotate=90] (leq3) at (1.5, -1.05) {$\leq$};
        \node (c) at (1.9, -1.4) {$\circ \in A$};
    \end{tikzpicture}

    \begin{tikzpicture}
        \node (a) at (0, 0) {$a = a_0 \longrightarrow^* a_1 \longrightarrow^* a_2 \longrightarrow^* \ldots \longrightarrow^* a_n$};
        \node[rotate=90] (leq1) at (-2.1, -0.35) {$\leq$};
        \node[rotate=90] (leq2) at (2.6, -0.35) {$\leq$};
        \node (b) at (0, -0.7) {$b = b_0 \longrightarrow b_1 \longrightarrow b_2 \longrightarrow \ldots \longrightarrow b_n$};
    \end{tikzpicture}
\end{document}

Como posso criar esses tipos de diagramas corretamente?

Answer 1

Por que você precisa desenhar essas equações? Parece que é mais simples escrevê-los como arrays. Por exemplo, para os dois últimos exemplos em questão:

\documentclass{article}
\usepackage{adjustbox}

\begin{document}
\[\setlength\arraycolsep{1pt}
    \begin{array}{ccc cccc c}
\circ   & \longrightarrow^*             & \circ                         &   &   &   &   \\
\adjustbox{rotate=90}{$\leq$} 
        &   & \adjustbox{rotate=90}{$\leq$}                             &   &   &   &   \\
\circ   & \longrightarrow^*             & \circ                         
        & \longrightarrow^*             & \circ                                 &   &   \\
        &   &   &   & \adjustbox{rotate=90}{$\leq$}                     &   &   &   &   \\
        &   &   &   & \circ             & \in  &  A     \\
    \end{array}
\]
\bigskip
\[\setlength\arraycolsep{1pt}
    \begin{array}{rclcl clcl cl}
a   & = & a_0                     
    & \longrightarrow^* & a_1    & \longrightarrow^* & a_2
    & \longrightarrow^* & \ldots & \longrightarrow^* & a_n  \\
    && \adjustbox{rotate=90}{$\leq$} && &&&& && \adjustbox{rotate=90}{$\leq$}  \\
b   & = & b_0 
    & \longrightarrow   & b_1    & \longrightarrow   & b_2
    & \longrightarrow   & \ldots & \longrightarrow   & b_n
    \end{array}
\]
\end{document}

Se por algum motivo você quiser ter esses arrays na tikzimagem, basta inseri-los no conteúdo dos nós:

\documentclass{article}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{positioning}
\usepackage{adjustbox}

\begin{document}
    \begin{tikzpicture}[node distance=2mm and 0mm,
                        every node/.style = {fill=cyan!15}
                        ]
    \setlength\arraycolsep{1pt}
\node (n1) {$\begin{array}{ccc ccc c}
\circ   & \longrightarrow^*             & \circ                         &   &   &   &   \\
\adjustbox{rotate=90}{$\leq$}
        &   & \adjustbox{rotate=90}{$\leq$}                             &   &   &   &   \\
\circ   & \longrightarrow^*             & \circ
        & \longrightarrow^*             & \circ                                 &   &   \\
        &   &   &   & \adjustbox{rotate=90}{$\leq$}                             &   &   \\
        &   &   &   & \circ             & \in                                       &  A
    \end{array}$};
\node (n2) [below right=of n1.south west]
        {$\begin{array}{rclcl clcl cl}
a   & = & a_0
    & \longrightarrow^* & a_1    & \longrightarrow^* & a_2
    & \longrightarrow^* & \ldots & \longrightarrow^* & a_n  \\
    && \adjustbox{rotate=90}{$\leq$} && &&&& && \adjustbox{rotate=90}{$\leq$}  \\
b   & = & b_0
    & \longrightarrow   & b_1    & \longrightarrow   & b_2
    & \longrightarrow   & \ldots & \longrightarrow   & b_n
        \end{array}$};
    \end{tikzpicture}
\end{document}

(para melhor visualização dos nós, o estilo fill=cyan!15é adicionado ao estilo dos nós)

Answer 2

Esses diagramas podem ser feitos de maneira muito conveniente com tikz-cd. A flecha com a estrela é deaqui. Os \gesinais girados podem ser obtidos com \arrow[d,draw=none,"\ge" marking].

\documentclass{article}
\usepackage{tikz-cd}
\usepackage{mathtools}
\usetikzlibrary{arrows.meta}

\newcommand{\mysym}{\vphantom{\to}^{*}}

\begin{document}

\tikzset{% https://tex.stackexchange.com/a/492664
startip/.tip={Glyph[glyph math command=mysym]},
Rightarrow*/.style={double equal sign distance,>={Implies},->.startip},
to*/.style={->.startip}}
%Diagram 1
\begin{tikzcd}[cramped,row sep=0.8em,every label/.style={font=\normalsize}]
|[label={[xshift=4pt]left:(p, \bar{u})=}]| c_1 
\arrow[d,draw=none,"\ge" marking] & \\
|[label={[xshift=4pt]left:(p, \bar{u}')=}]| c_1' \arrow[r]
 & |[label={[xshift=-4pt]right:= (q, \bar{v}')}]| c_2' 
\arrow[d,draw=none,"\ge" marking]  \\
& |[label={[xshift=-4pt]right:= (q, \bar{v})}]| c_2 \\
\end{tikzcd}
\bigskip


%Diagram 2
\begin{tikzcd}[cramped,row sep=0.8em,every label/.style={font=\normalsize}]
   (p,\bar v)\arrow[d,draw=none,"\ge" marking]  & \\
   (p,\bar v) \arrow[r]& (q,\bar w')\arrow[d,draw=none,"\ge" marking] \\
   & (q,\bar w) \\
\end{tikzcd}
\bigskip

%Diagram 3
\begin{tikzcd}[cramped,row sep=0.8em,every label/.style={font=\normalsize}]
   (p,u)\arrow[d,draw=none,"\ge" marking]  & \\
   |[label={[xshift=4pt]left:A\ni}]|(p,u')\arrow[d,draw=none,"\ge" marking]  & \\
   (p,u'')\arrow[d,draw=none,"\ge" marking]  & \\
   |[label={[xshift=4pt]left:B\ni}]|(p,u''')\arrow[r]&
   (q,v)\in C\\
\end{tikzcd}
\bigskip

%Diagram 4
\begin{tikzcd}[cramped,row sep=0.8em,every label/.style={font=\normalsize}]
   \circ\arrow[r,to*]\arrow[d,draw=none,"\ge" marking]  &
   \circ\arrow[d,draw=none,"\ge" marking] &\\
   \circ \arrow[r] & \circ \arrow[r,to*] & \circ\arrow[d,draw=none,"\ge" marking]\\
   & & \circ \mathrlap{\,\in A}\\
\end{tikzcd}
\bigskip

%Diagram 5
\begin{tikzcd}[cramped,row sep=0.8em,every label/.style={font=\normalsize}]
    |[label={[xshift=4pt]left:a=}]|a_0 \arrow[d,draw=none,"\ge" marking]\arrow[r,to*] & a_1 \arrow[r,to*] & a_2 \arrow[r,to*] 
        &\dots \arrow[r,to*]& a_n\arrow[d,draw=none,"\ge" marking] \\
    |[label={[xshift=4pt]left:b=}]|b_0 \arrow[r,to*] & b_1 \arrow[r,to*] & b_2 \arrow[r,to*] 
        &\dots \arrow[r,to*]& b_n \\
\end{tikzcd}
\end{document}