Regula Krapf – författare
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This book provides a concise and self-contained introduction to the foundations of mathematics. The first part covers the fundamental notions of mathematical logic, including logical axioms, formal proofs and the basics of model theory. Building on this, in the second and third part of the book the authors present detailed proofs of Gödel’s classical completeness and incompleteness theorems. In particular, the book includes a full proof of Gödel’s second incompleteness theorem which states that it is impossible to prove the consistency of arithmetic within its axioms. The final part is dedicated to an introduction into modern axiomatic set theory based on the Zermelo’s axioms, containing a presentation of Gödel’s constructible universe of sets. A recurring theme in the whole book consists of standard and non-standard models of several theories, such as Peano arithmetic, Presburger arithmetic and the real numbers.The book addresses undergraduate mathematics students and is suitable for a one or two semester introductory course into logic and set theory. Each chapter concludes with a list of exercises.
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This book provides a concise and self-contained introduction to the foundations of mathematics. The first part covers the fundamental notions of mathematical logic, including logical axioms, formal proofs and the basics of model theory. Building on this, in the second and third part of the book the authors present detailed proofs of Gödel’s classical completeness and incompleteness theorems. In particular, the book includes a full proof of Gödel’s second incompleteness theorem which states that it is impossible to prove the consistency of arithmetic within its axioms. The final part is dedicated to an introduction into modern axiomatic set theory based on Zermelo’s axioms, containing also a presentation of Gödel’s constructible universe of sets. A recurring theme in the whole book consists of standard and non-standard models of several theories, such as Peano arithmetic, Presburger arithmetic and the real numbers. In addition, the corrected, revised and extended second edition now provides detailed solutions to all exercises.
The book addresses undergraduate mathematics students and is suitable for a one or two semester introductory course into logic and set theory.
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Dieses Buch bietet eine ausführliche und anschauliche Einführung in die Hochschulmathematik mit den thematischen Schwerpunkten Logik, Mengen, Relationen und Funktionen sowie Aufbau des Zahlensystems. Es enthält neben dem mathematischen Inhalt viele methodische Tipps zur Suche geeigneter Beweismethoden, zum Schreiben und Lesen mathematischer Texte sowie zur Fehlervermeidung.
Zahlreiche fachliche und methodische Übungsaufgaben mit Lösungshinweisen sowie Online-Selbsttests zur Lernkontrolle am Ende jedes Kapitels ergänzen das Werk und erlauben dem Leser einen besonders vertieften Umgang mit dem Material.
Das Buch eignet sich für Studierende aller Lehrämter mit Fach Mathematik, insbesondere im ersten Semester und ebenso im Bachelorstudiengang Mathematik als Einstiegslektüre für die ersten sechs Wochen des Studiums oder einen Vorkurs.
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Sie stehen am Beginn Ihres Studiums und wollen sich gut auf die mathematischen Herausforderungen Ihres Studienfachs vorbereiten? Sie möchten alle typischen Themen Ihrer ersten Mathematikvorlesung in nur einem Buch nachlesen? Sie wollen dabei viele Beispiele sehen, immer wieder aktiviert werden und selbst über die gegebenen Fragestellungen nachdenken?
Mit diesem Lehrbuch holen wir Sie bei Ihrem Abiturwissen ab und bringen Ihnen problem- und beispielorientiert die wichtigsten mathematischen Werkzeuge zum Studieneinstieg näher: Sie lernen die Grundlagen zu Funktionen, Gleichungen und Ungleichungen, das Lösen linearer Gleichungssysteme und das Rechnen mit Matrizen sowie die wichtigsten Inhalte der Differential- und Integralrechnung. Beweise führen wir dabei nur dann aus, wenn sie unmittelbar dem Verständnis dienen.
Bei der Darstellung legen wir größten Wert auf ein anschauliches Grundverständnis und das sichere Einüben von Verfahren – Sie sehen direkt am Beispiel, wie Sie eineProblemstellung grundsätzlich angehen und wie Sie konkret rechnen. Jeder Abschnitt startet daher mit einem Beispiel, welches die Fragestellungen motiviert. Dann erarbeiten wir die mathematische Theorie dazu. Zwischendurch finden Sie zahlreiche kleine Denkanstöße, Aufgaben und Anwendungen, bei denen Sie Zettel und Stift bereithalten sollten. Übungsaufgaben und passende online verfügbare Lernvideos, in denen Beispiele ausführlich und kleinschrittig durchgerechnet werden, unterstützen Sie zusätzlich beim Lernen.
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Die Entdeckung, dass sich nicht jedes Verhältnis von zwei Streckenlängen als Verhältnis ganzer Zahlen ausdrücken lässt, hat gezeigt, dass sich nicht jede reelle Zahl durch einen endlichen Term ausdrücken lässt, sondern dass es dazu etwas Unendliches braucht. Solch eine Darstellung wurde aber erst zwei Jahrtausende später durch Dedekind gefunden. Kurze Zeit nach Dedekinds Konstruktion der reellen Zahlen hat Cantor eine Theorie entwickelt, die Mengenlehre, in der mit verschiedenen Unendlichkeiten gerechnet werden kann. Diese Theorie wurde später von Zermelo auf ein axiomatisches Fundament gestellt, auf dem die moderne Mathematik aufgebaut ist.Die Reise wird immer wieder aufgelockert durch zahlreiche Beispiele und Übungsaufgaben, welche dabei helfen, den Text zu verstehen. Die Voraussetzungen sind so gewählt, dass das Buch bereits für Studierende mit geringen Vorkenntnissen zugänglich ist. Entstanden im Rahmen einer Vorlesung fürs Lehramt, richtet sich dieses Buch ganz besonders auch an Lehramtsstudierende.