[Tex/LaTex] Writing exercices in a specific style

tcolorboxtikz-pgf

enter image description here

Addendum:

I've written exercises with a simple box but I want to turn in the picture below style.Here's the code:

\documentclass[11pt]{book}
\usepackage[top=2cm, bottom=2.5cm, left=2.5cm, right=2.5cm]{geometry}
\usepackage{amsmath,amsfonts,amssymb}
\usepackage[most]{tcolorbox}
\usepackage{eso-pic}
\usepackage{enumerate}
\usepackage{fancyhdr}
\usepackage{mathrsfs}
\usepackage{cancel}
\usepackage{xcolor}
\usepackage{graphicx}
\usepackage{pgf,tikz,pgfplots}
 \usepackage{varwidth}
\usepackage{listings}
\usepackage{pstricks-add}
\usepackage{tikz,tkz-tab}
\pgfplotsset{compat=1.15}
\usepackage{mathrsfs}
\usetikzlibrary{arrows}
\usepackage{mdframed}
\usepackage{hyperref}
\usepackage[T1]{fontenc}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage{tikz,lmodern}
\begin{document}
\section{EXERCICES}
\begin{tcolorbox}[enhanced,breakable,colback=white,colframe=green!50!white,
colbacktitle=white!15!pink,
coltitle=pink!50!black,
borderline={0.5mm}{0mm}{green!15!white},
borderline={0.5mm}{0mm}{green!50!white,dashed},
attach boxed title to top center={yshift=-2mm},
boxed title style={boxrule=0.4pt},
title=EXERCICES]


\underline{\textbf{Exercice 1}}
\\
Simplifier les expressions suivantes:
\begin{enumerate}
    \item $A=\dfrac{5^3\times(3^2\times2)^{-1}}{3^{-1}\times(2^{-3}\times5)^2}$
    \item $B=\dfrac{(0.009)^{-3}\times(0.016)^2\times250}{(0.00075)^{-1}\times810^3\times30}$
    \item $C=\dfrac{(a^{-2}c)^{-4}(-b^2c)^5(a^3bc^{-1})^{-2}}{(-a^2b^{-3}c)^3b^4(a^{-5}c)^2}$
    \item $D=\dfrac{\left[\left(\dfrac23\right)^2\right]^6\times \left[\left(\dfrac35\right)^{-2}\right]^3\times\left[\left(\dfrac52\right)^2\right]^{-6}}{\left(\dfrac46\right)^6}$
\end{enumerate}
\underline{\textbf{Exercice 2}}
\begin{enumerate}
    \item Soient $a,b$ et $c$ trois nombres réels non nuls tels que $ab+bc+ca=0$.\\
Montrer que $\dfrac{b+c}{a}+\dfrac{c+a}{b}+\dfrac{a+b}{c}=-3$
\item On suppose maintenant que $abc=1$. Montrer que:
\\ $\dfrac{a}{ab+a+1}+\dfrac{b}{bc+c+1}+\dfrac{c}{ca+a+1}=1$
\item On suppose enfin que les réels $a,b$ et $c$ sont deux à deux distincts. Montrer que:
\\
$\dfrac{4a^2-1}{(a-b)(a-c)}+\dfrac{4b^2-1}{(b-c)(b-a)}+\dfrac{4c^2-1}{(c-a)(c-b)}=4$
\end{enumerate}
\underline{\textbf{Exercice 3}}
\\
\\
Soient $a,b;c$ et $d$ des nombres réels strictements positifs tels que $\dfrac{a}{b}=\dfrac{c}{d}$.
\begin{enumerate}
    \item 
    \begin{enumerate}
        \item Montrer que: $\dfrac{7a+8c}{7b+8d}=\dfrac{a}{b}$
        \item Montrer que: $\dfrac{a^2+b^2}{ab}=\dfrac{c^2+d^2}{cd}$
        \item Montrer que: $\sqrt{\dfrac{a^2+c^2}{b^2+d^2}}=\dfrac{a}{b}$
        \item Montrer que $\sqrt{(a+c)(b+d)}=\sqrt{ac}+\sqrt{bd}$
    \end{enumerate}
    \item 
    \begin{enumerate}
        \item Vérifier que si $\dfrac{a}{b}=\dfrac{c}{d}$ alors $\dfrac{a^2+b^2}{ac+bd}=\dfrac{ac+bd}{c^2+d^2}$.
        \item Démontrer la réciproque, à savoir: si $\dfrac{a^2+b^2}{ac+bd}=\dfrac{ac+bd}{c^2+d^2}$ alors $\dfrac{a}{b}=\dfrac{c}{d}$
        \\
    \end{enumerate}
\end{enumerate}

\underline{\textbf{Exercice 4}}
\\
Dans tout l'exercice $a,b$ et $c$ désignent des nombres réels

\end{enumerate}
\end{tcolorbox}
\end{document}

Here is a screenshot of what I have. What I want to do is:

1) Making the exercises into twocolumn format.

2) Writing exercises title and numbering like in the first picture or any other styled template for exercises specially with two column.

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Best Answer

like this?

enter image description here enter image description here

With enumitem instead of the enumerate package, enumerate list styles are changed only in tcolorboxses by help of `enumitem˙ package, considered @Leonardis comment:

\documentclass[11pt]{book}
\usepackage[margin=2.5cm]{geometry}

\usepackage[T1]{fontenc}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage{lmodern}
\usepackage{mathrsfs}

\usepackage{amsmath,amssymb}
\usepackage[most]{tcolorbox}
\newtcolorbox{exercisebox}%
    {
    enhanced,
    breakable,
    colback=white, colframe=green!15!white,
    colbacktitle=white!15!pink, coltitle=pink!50!black,
    left=0pt,right=0mm,top=3mm,bottom=3mm,
    pad at break=0pt,bottomrule at break=0pt,toprule at break=0pt,
    borderline={0mm}{0mm}{green!50!white,dashed},
    attach boxed title to top center={yshift=-2mm},
    boxed title style={boxrule=0.4pt},
    title=EXERCICES,
    }

\usepackage{eso-pic}
\usepackage{etoolbox}
\usepackage{enumitem}
\newcommand\circitem[1]{%
    \tikz[baseline=(char.base)]{%https://tex.stackexchange.com/questions/204116/uniform-size-of-circles-around-enumitems
        \node[circle,draw=gray, fill=gray!30,
              minimum size=1.2em,inner sep=0] (char) {#1};}}
\newcommand\boxitem[1]{%
    \tikz[baseline=(char.base)]{%https://tex.stackexchange.com/questions/204116/uniform-size-of-circles-around-enumitems
        \node[fill=orange!30,
              minimum size=1.2em,inner sep=0] (char) {#1};}}
\AtBeginEnvironment{tcolorbox}{%
    \setlist[enumerate,1]{label=\protect\boxitem{\arabic*}}
    \setlist[enumerate,2]{label=\protect\circitem{\alph*}}
                          }
\usepackage{fancyhdr}
\usepackage{cancel}
\usepackage{xcolor}
\newcommand\Exercice[1]{\fboxrule1.5pt%
\fcolorbox{gray}% frame
          {cyan}% background
          {\large\itshape\textbf{Exercise~#1}}%
          \par\medskip}

\usepackage{graphicx}
\usepackage{pgfplots}
\pgfplotsset{compat=1.16}
\usetikzlibrary{arrows}
\usepackage{tkz-tab}
\usepackage{mdframed}

\usepackage{varwidth}
\usepackage{listings}
\usepackage{pstricks-add}
\usepackage{hyperref}


\usepackage{lipsum}

\begin{document}
\section{EXERCICES}

\begin{exercisebox}
\Exercice{1}
Simplifier les expressions suivantes:
\begin{enumerate}
    \item $A=\mfrac{5^3\times(3^2\times2)^{-1}}{3^{-1}\times(2^{-3}\times5)^2}$
    \item $B=\dfrac{(0.009)^{-3}\times(0.016)^2\times250}{(0.00075)^{-1}\times810^3\times30}$
    \item $C=\dfrac{(a^{-2}c)^{-4}(-b^2c)^5(a^3bc^{-1})^{-2}}{(-a^2b^{-3}c)^3b^4(a^{-5}c)^2}$
    \item $D=\dfrac{\left[\left(\dfrac23\right)^2\right]^6\times \left[\left(\dfrac35\right)^{-2}\right]^3\times\left[\left(\dfrac52\right)^2\right]^{-6}}{\left(\dfrac46\right)^6}$
\end{enumerate}

\Exercice{2} 
\begin{enumerate}
    \item Soient $a,b$ et $c$ trois nombres réels non nuls tels que $ab+bc+ca=0$.\\
Montrer que $\dfrac{b+c}{a}+\dfrac{c+a}{b}+\dfrac{a+b}{c}=-3$
\item On suppose maintenant que $abc=1$. Montrer que:
\\ $\dfrac{a}{ab+a+1}+\dfrac{b}{bc+c+1}+\dfrac{c}{ca+a+1}=1$
\item On suppose enfin que les réels $a,b$ et $c$ sont deux à deux distincts. Montrer que:
\\
$\dfrac{4a^2-1}{(a-b)(a-c)}+\dfrac{4b^2-1}{(b-c)(b-a)}+\dfrac{4c^2-1}{(c-a)(c-b)}=4$
\end{enumerate}

\Exercice{3} 
Soient $a,b;c$ et $d$ des nombres réels strictements positifs tels que $\dfrac{a}{b}=\dfrac{c}{d}$.
\begin{enumerate}
    \item
    \begin{enumerate}
        \item Montrer que: $\dfrac{7a+8c}{7b+8d}=\dfrac{a}{b}$
        \item Montrer que: $\dfrac{a^2+b^2}{ab}=\dfrac{c^2+d^2}{cd}$
        \item Montrer que: $\sqrt{\dfrac{a^2+c^2}{b^2+d^2}}=\dfrac{a}{b}$
        \item Montrer que $\sqrt{(a+c)(b+d)}=\sqrt{ac}+\sqrt{bd}$
    \end{enumerate}
    \item
    \begin{enumerate}
        \item Vérifier que si $\dfrac{a}{b}=\dfrac{c}{d}$ alors $\dfrac{a^2+b^2}{ac+bd}=\dfrac{ac+bd}{c^2+d^2}$.
        \item Démontrer la réciproque, à savoir: si $\dfrac{a^2+b^2}{ac+bd}=\dfrac{ac+bd}{c^2+d^2}$ alors $\dfrac{a}{b}=\dfrac{c}{d}$
        \\
    \end{enumerate}
\end{enumerate}

\Exercice{4}
Dans tout l'exercice $a,b$ et $c$ désignent des nombres réels
\begin{enumerate}
 \item Vérifier les identités suivantes:
\begin{enumerate}
\item $(a+b+c)^2=a^2+b^2+c^2+2ab+2bc+2ca$
    \item $(ax+by)^2-(ay+bx)^2=(a^2-b^2)(x^2-y^2)$
    \item $(a^2+a+1)(a^2-a+1)=a^4+a^2+1$
    \end{enumerate}
    \item
    \begin{enumerate}
    \item Montrer l'identité de Gauss à savoir: \\
    $a^3+b^2+c^3-3abc=(a+b+c)(a^2+b^2+c^2-ab-bc-ca)$
        \item Servez vous de cette relation pour montrer que pour tout $u,v$ et $w$ on a l'identité:
    \\ $(u-v)^3+(v-w)^3+(w-u)^3=3(u-v)(v-w)(w-u)$
    \end{enumerate}
\end{enumerate}

\Exercice{5}
Factoriser les expressions suivantes
\begin{enumerate}
    \item $ab+a+b+1$
    \item $a^2xy+aby^2+b^2xy+abx^2$
    \item $a^2+8+2a^2+4a$
    \item $ab(a+b)+bc(b+c)+ca(c+a)+2abc$
    \item $(ax+by)^2-(ay+bx)^2$
    \item $(a^2+b^2-9)^2-4a^2b^2$
    \item $(a+b)^2-a^3-b^3$
    \item $(a^4-b^4)+2ab(a^2-b^2)-(a^3-b^2)+(ab^2-a^2b)$
    \item $x^2y - xy^2 + yz^2 - xz^2 + x^2z - xyz + y^2z + xyz$
\end{enumerate}
\end{exercisebox}
\end{document}

Edit:

  • If you consider less fancy design of your exercises, than the package exam is right tool for you. For an example of it use see this answer.
  • With use of above proposed solution for questions labels is possible to arrange them in two column by manula insert each question in appropriate place in longtable:

\documentclass[11pt]{book}
\usepackage[margin=2.5cm]{geometry}

\usepackage[T1]{fontenc}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage{lmodern}
\usepackage{mathrsfs}

\usepackage{nccmath,amssymb}
\usepackage[most]{tcolorbox}
\newtcolorbox{exercisebox}%
    {
    enhanced,
    breakable,
    colback=white, colframe=green!15!white,
    colbacktitle=white!15!pink, coltitle=pink!50!black,
    left=0pt,right=0mm,top=3mm,bottom=3mm,
    pad at break=0pt,bottomrule at break=0pt,toprule at break=0pt,
    borderline={0mm}{0mm}{green!50!white,dashed},
    attach boxed title to top center={yshift=-2mm},
    boxed title style={boxrule=0.4pt},
    title=EXERCICES,
    }

\usepackage{eso-pic}
\usepackage{enumitem}
\newcommand\circitem[1]{%
    \tikz[baseline=(char.base)]{%https://tex.stackexchange.com/questions/204116/uniform-size-of-circles-around-enumitems
        \node[circle,draw=gray, fill=gray!30,
              minimum size=1.2em,inner sep=0] (char) {#1};}}
\newcommand\boxitem[1]{%
    \tikz[baseline=(char.base)]{%https://tex.stackexchange.com/questions/204116/uniform-size-of-circles-around-enumitems
        \node[fill=orange!30,
              minimum size=1.2em,inner sep=0] (char) {#1};}}

\usepackage{fancyhdr}
\usepackage{cancel}
\usepackage{xcolor}
\newcommand\Exercice[1]{\fboxrule1.5pt%
\fcolorbox{gray}% frame
          {cyan}% background
          {\large\itshape\textbf{Exercise~#1}}%
          \par\medskip}

\usepackage{graphicx}
\usepackage{pgfplots}
\pgfplotsset{compat=1.16}
\usetikzlibrary{arrows}
\usepackage{tkz-tab}
\usepackage{mdframed}

\usepackage{varwidth}
\usepackage{listings}
\usepackage{pstricks-add}
\usepackage{multicol}
\usepackage{longtable}
\usepackage{hyperref}



\usepackage{lipsum}

\begin{document}
\lipsum[66]
\setcounter{chapter}{7}
\section{EXERCICES}

\begin{exercisebox}
    \setlist[enumerate,1]{label=\protect\boxitem{\arabic*},leftmargin=*,resume}
    \setlist[enumerate,2]{label=\protect\circitem{\alph*}}
\begin{longtable}{@{}*{2}{p{\dimexpr0.5\linewidth-\tabcolsep}}}

\Exercice{1}
Simplifier les expressions suivantes:
\begin{enumerate}
    \item $A=\mfrac{5^3\times(3^2\times2)^{-1}}{3^{-1}\times(2^{-3}\times5)^2}$
    \item $B=\mfrac{(0.009)^{-3}\times(0.016)^2\times250}{(0.00075)^{-1}\times810^3\times30}$
    \item $C=\mfrac{(a^{-2}c)^{-4}(-b^2c)^5(a^3bc^{-1})^{-2}}{(-a^2b^{-3}c)^3b^4(a^{-5}c)^2}$
    \item $D=\mfrac{\left[\left(\mfrac23\right)^2\right]^6\times \left[\left(\mfrac35\right)^{-2}\right]^3\times\left[\left(\mfrac52\right)^2\right]^{-6}}{\left(\mfrac46\right)^6}$
\end{enumerate}
&
\Exercice{3}
\begin{enumerate}
    \item Soient $a,b$ et $c$ trois nombres réels non nuls tels que $ab+bc+ca=0$.

Montrer que $\mfrac{b+c}{a}+\mfrac{c+a}{b}+\mfrac{a+b}{c}=-3$
\item On suppose maintenant que $abc=1$. Montrer que:

$\mfrac{a}{ab+a+1}+\mfrac{b}{bc+c+1}+\mfrac{c}{ca+a+1}=1$
\item On suppose enfin que les réels $a,b$ et $c$ sont deux à deux distincts. Montrer que:

$\mfrac{4a^2-1}{(a-b)(a-c)}+\mfrac{4b^2-1}{(b-c)(b-a)}+\mfrac{4c^2-1}{(c-a)(c-b)}=4$
\end{enumerate}
\\
% new row
\Exercice{2}
Soient $a,b;c$ et $d$ des nombres réels strictements positifs tels que $\mfrac{a}{b}=\mfrac{c}{d}$.
\begin{enumerate}
    \item
    \begin{enumerate}
        \item Montrer que: $\mfrac{7a+8c}{7b+8d}=\mfrac{a}{b}$
        \item Montrer que: $\mfrac{a^2+b^2}{ab}=\mfrac{c^2+d^2}{cd}$
        \item Montrer que: $\sqrt{\mfrac{a^2+c^2}{b^2+d^2}}=\mfrac{a}{b}$
        \item Montrer que $\sqrt{(a+c)(b+d)}=\sqrt{ac}+\sqrt{bd}$
    \end{enumerate}
    \item
    \begin{enumerate}
        \item Vérifier que si $\mfrac{a}{b}=\mfrac{c}{d}$ alors $\mfrac{a^2+b^2}{ac+bd}=\mfrac{ac+bd}{c^2+d^2}$.
        \item Démontrer la réciproque, à savoir: si $\mfrac{a^2+b^2}{ac+bd}=\mfrac{ac+bd}{c^2+d^2}$ alors $\mfrac{a}{b}=\mfrac{c}{d}$
    \end{enumerate}
\end{enumerate}
&
\Exercice{4}
Dans tout l'exercice $a,b$ et $c$ désignent des nombres réels
\begin{enumerate}
 \item Vérifier les identités suivantes:
    \begin{enumerate}
    \item $(a+b+c)^2=a^2+b^2+c^2+2ab+2bc+2ca$
    \item $(ax+by)^2-(ay+bx)^2=(a^2-b^2)(x^2-y^2)$
    \item $(a^2+a+1)(a^2-a+1)=a^4+a^2+1$
    \end{enumerate}
\item
    \begin{enumerate}
    \item Montrer l'identité de Gauss à savoir:

    $a^3+b^2+c^3-3abc=(a+b+c)(a^2+b^2+c^2-ab-bc-ca)$
        \item Servez vous de cette relation pour montrer que pour tout $u,v$ et $w$ on a l'identité:

    $(u-v)^3+(v-w)^3+(w-u)^3=3(u-v)(v-w)(w-u)$
    \end{enumerate}
\end{enumerate}
\\
% new row
\Exercice{5}
Factoriser les expressions suivantes
\begin{enumerate}
    \item $ab+a+b+1$
    \item $a^2xy+aby^2+b^2xy+abx^2$
    \item $a^2+8+2a^2+4a$
    \item $ab(a+b)+bc(b+c)+ca(c+a)+2abc$
\end{enumerate}
&
\begin{enumerate}[start=5]
    \item $(ax+by)^2-(ay+bx)^2$
    \item $(a^2+b^2-9)^2-4a^2b^2$
    \item $(a+b)^2-a^3-b^3$
    \item $(a^4-b^4)+2ab(a^2-b^2)-(a^3-b^2)+(ab^2-a^2b)$
    \item $x^2y - xy^2 + yz^2 - xz^2 + x^2z - xyz + y^2z + xyz$
\end{enumerate}
\end{longtable}
\vspace{-2\baselineskip}
\end{exercisebox}
\lipsum[3]
\end{document}

enter image description here

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