Brontekst bekijken van Wiskunde

{{Zijbalk wiskunde}}

'''Wiskunde''' (minder gebruikelijk: '''mathematiek''', '''mathematica''' of '''mathesis''') is een [[formele wetenschap]] die onder andere [[getal (wiskunde)|getal]]len, [[patroon (vorm)|patronen]] en [[abstractie|abstracte structuren]] bestudeert. De wiskunde komt voort uit het [[rekenen]] en de [[meetkunde]], maar omvat veel meer dan dat.

Wiskundige structuren worden met strikte [[Logica|logische]] redeneringen opgebouwd. Wiskundige [[Propositie|beweringen]] waarvan de juistheid is aangetoond heten [[Stelling (wiskunde)|stellingen]]; zij doen uitspraken over [[definitie|gedefinieerde]] [[object (ding)|objecten]] en formuleren verbanden daartussen. De formele redenering die aantoont dat een stelling waar is, noemt men een [[wiskundig bewijs]]. Bij het opstellen van een bewijs wordt uitgegaan van een (klein) aantal uitgangspunten ([[axioma]]'s) en van [[definitie]]s.

Wiskunde wordt niet alleen zelfstandig bestudeerd, de opgedane kennis wordt toegepast in allerlei dagelijkse situaties en in andere wetenschappen. Men spreekt dan van [[toegepaste wiskunde]] tegenover [[zuivere wiskunde]]. De scheidslijn is echter niet heel duidelijk en wat begon als ''zuivere wiskunde'' blijkt later toch regelmatig een toepassing te vinden.

In toepassingen wordt [[rekenen|gerekend]] op basis van reeds bewezen stellingen. Dat kan eenvoudig zijn, bijvoorbeeld de [[stelling van Pythagoras]] in de [[meetkunde]] om een afstand te bepalen. Maar soms is het probleem in het dagelijks leven zo uitgebreid, dat er een (super)[[computer]] voor nodig is om binnen een redelijke tijd een oplossing te vinden. Een voorbeeld daarvan is de weersverwachting in de [[meteorologie]]: de atmosfeer wordt toegepast wiskundig gemodelleerd met behulp van [[differentiaalvergelijking]]en. Meetwaarden, afkomstig van meetpunten liefst over de hele aardbol op verschillende hoogten, bepalen na bewerking een begintoestand vanwaaruit de toekomstige [[Druk (grootheid)|druk]], [[wind (meteorologie)|wind]] en [[luchtvochtigheid]] wordt berekend. Het doorrekenen van de differentiaalvergelijkingen die uit deze meetgegevens volgen, kost enorm veel computertijd.

== Algemeen ==
[[Bestand:Egyptian A'h-mosè or Rhind Papyrus (1065x1330).png|thumb|Het oudst bekende wiskundige geschrift, de [[Rhind-papyrus]], uit de klassieke Egyptische beschaving.]]

In de meeste talen is het woord voor wiskunde afgeleid van het [[Griekenland|Griekse]] woord μάθημα (''máthèma''), dat wetenschap, kennis of leren betekent. Voorbeelden: [[Engels (hoofdbetekenis)|Engels]]: ''mathematics'', [[Duits]]: ''Mathematik'', [[Frans (hoofdbetekenis)|Frans]]: ''mathématiques''. Het [[Nederlands]]e woord ''wiskunde'' is door [[Simon Stevin]] in de [[17e eeuw]] als ''wisconst'' (kunst van het gewisse of zekere) aan deze wetenschap verbonden.<ref>Margriet van der Heijden. ''Oerknal: dat is pas klare taal''. [[NRC Handelsblad]], 15 mei 2021.</ref>

Veel onderwerpen van studie in de wiskunde vinden hun oorsprong in andere exacte wetenschappen zoals de [[natuurkunde]] en de [[astronomie]]. Dit wordt de [[toegepaste wiskunde]] genoemd. De wiskunde wordt gebruikt als instrument in deze wetenschappen. Een belangrijk deel van de toegepaste wiskunde betreft de wijze waarop [[computer]]berekeningen kunnen worden gedaan. Het deelgebied [[numerieke wiskunde]] bijvoorbeeld houdt zich volledig bezig met het onderzoeken van berekeningen.

Hiernaast doen wiskundigen ook fundamenteel onderzoek naar de opbouw en aard van getallen en andere mathematische structuren, zoals [[Ruimte (wiskunde)|ruimtes]], [[functie (wiskunde)|functies]] en [[groep (wiskunde)|groepen]]. Dit onderzoek kan een puur theoretische invalshoek hebben, of gericht zijn op een algemene oplossing voor vraagstukken op diverse gebieden. De wiskunde die puur gericht is op het onderzoek naar de theorie van mathematische structuren en samenhangen, wordt de [[zuivere wiskunde]] genoemd. Desalniettemin kunnen resultaten uit de zuivere wiskunde ook toepassing vinden buiten de wiskunde. De scheidslijn tussen ''zuivere'' en ''toegepaste'' wiskunde is dan ook niet geheel strikt.

== Definities van de wiskunde ==
[[Aristoteles]] definieerde wiskunde als "de wetenschap van de hoeveelheid" en deze definitie werd gebruikt tot de 18e eeuw. Beginnende in de 19e eeuw, toen de studie van de wiskunde in toenemende mate strikter werd en ook begon met meer abstracte onderwerpen aan te pakken, zoals de [[groepentheorie]] en [[projectieve meetkunde]], die geen duidelijke relatie meer hadden met hoeveelheid en metingen, begonnen wiskundigen en filosofen een verscheidenheid van nieuwe definities voor te stellen. Sommige van deze definities benadrukken het deductieve karakter van een groot deel van de wiskunde, andere benadrukken haar abstractheid en weer andere benadrukken bepaalde onderwerpen binnen de wiskunde. Vandaag de dag is er nog steeds geen consensus over de definitie van de wiskunde, zelfs niet bij professionals. Er is zelfs geen consensus over de vraag of de wiskunde een kunst is of een wetenschap. Een groot aantal professionele wiskundigen is niet geïnteresseerd in een definitie van de wiskunde, of zij beschouwen het als ondefinieerbaar. Sommigen zeggen gewoon "Wiskunde is wat wiskundigen doen".<ref name=Mura>{{cite journal | title=Images of Mathematics Held by University Teachers of Mathematical Sciences | author=Mura, Robert | journal=Educational Studies in Mathematics | year=1993 | month=december | volume=25 | issue=4 | pages=[http://www.jstor.org/stable/10.2307/3482762 375–385]}}</ref>

== Geschiedenis ==
[[Bestand:Euclid-proof.svg|thumb|class=skin-invert-image|Bewijs uit de [[Elementen van Euclides]], waarin wordt aangetoond dat er bij elk [[lijnstuk]] een [[gelijkzijdige driehoek]] bestaat waarvan het lijnstuk een [[zijde (meetkunde)|zijde]] is. Het is een [[bewijs door constructie]].]]
{{Zie hoofdartikel|Geschiedenis van de wiskunde}}

De wiskunde, zoals ontstaan uit de [[rekenkunde]], is reeds bekend in de vroegste culturen. Zo is uit [[Oude Egypte|Egypte]] de [[Rhind-papyrus]] bekend. De [[Babylon (Babel)|Babyloniërs]] ontwikkelden een geavanceerd getallensysteem gebaseerd op het getal 60. Ook gebruikten zij [[algebra]]ïsche formules als
''ab = ((a + b)<sup>2</sup> - (a - b)<sup>2</sup>)/4''
en tafels met [[machtsverheffen|machten]] om berekeningen sneller te kunnen uitvoeren. Bovendien kenden zij reeds de [[stelling van Pythagoras]].
De wiskunde als abstracte wetenschap werd het eerst beoefend in het klassieke [[Griekenland]], waar bijvoorbeeld [[Euclides van Alexandrië|Euclides]] zijn 5 [[axioma]]'s formuleerde die meer dan twintig [[eeuw]]en stand hielden. Vanuit deze axioma's bouwden hij en zijn volgelingen de [[meetkunde]] als zelfstandige tak van de wiskunde op.
Met de ondergang van de Griekse cultuur kwam de ontwikkeling van de wiskunde in het Westen tijdelijk tot stilstand.

Pas in de [[middeleeuwen]] pakten [[Arabische wiskunde|Arabische wiskundigen]] de draad weer op. Via hen werd bijvoorbeeld het [[cijfer]] [[0 (cijfer)|0]] vanuit [[India]] in [[Europa (werelddeel)|Europa]] geïntroduceerd. Een bloeiperiode begon met het werk van [[al-Chwarizmi]] rond 820 en de vertaling van [[Grieks]]e teksten. Aan al-Chwarizmi wordt het ontstaan van de [[algebra]] toegeschreven. Het woord algoritme is van zijn naam afgeleid. Het duurde tot na de middeleeuwen voor Europa de leidende rol van de Arabische cultuur kon overnemen. Omdat wiskunde een verplicht onderdeel was op de Europese universiteiten, werd al in de middeleeuwen een groot deel van de achterstand op de Arabieren ingelopen.

De westerse wiskunde nam een hoge vlucht vanaf de herontdekking van klassieke en Arabische bronnen in de [[renaissance]] en de ontwikkeling van de [[boekdrukkunst]]. In de 16de eeuw kwam de algemene oplossing van [[Derdegraadsvergelijking|derde]]- en [[vierdegraadsvergelijking]]en en de ingebruikname van de decimale schrijfwijze. In de 17de eeuw ontstond de [[Differentiaalrekening|differentiaal]]- en [[integraalrekening]] als hulpmiddel bij berekeningen in de [[hemelmechanica]]. Vanaf de 18de eeuw verschenen de [[complex getal|complexe getallen]].

In de 19de eeuw kreeg de wiskunde haar huidige vorm met strenge eisen aan de logische geldigheid van de bewijsvoering, met name ook in de tot dan toe eerder "intuïtieve" differentiaalrekening. De eis dat wiskundige begrippen hun definitie niet ontlenen aan waarneming of intuïtie, gaf in die periode ook aanleiding tot de ontwikkeling van de [[niet-euclidische meetkunde]]. In 1826 stichtte [[August Leopold Crelle|Crelle]] het eerste gespecialiseerde wiskundige tijdschrift, [[Journal für die reine und angewandte Mathematik]]. Vanaf de tweede helft van de 19de eeuw verschenen de (nationale) wiskundige genootschappen. De [[axiomatische verzamelingenleer]] leidde tot een logische eenmaking van voorheen afzonderlijke "takken" van de wiskunde zoals algebra, meetkunde en differentiaalrekening. Pioniers zoals [[Francis Galton]] en [[Adolphe Quetelet]] pasten wiskundige technieken toe in de [[sociale wetenschappen]].

Vanaf de 20ste eeuw werd de wiskunde meegesleurd in de stroomversnelling van de ontwikkeling van de natuurwetenschappen en de technologie. Na de [[Tweede Wereldoorlog]] leidde de beschikbaarheid van elektronische computers tot nieuwe inzichten in bestaande problemen, maar ook tot het nieuwe onderzoeksgebied van de theoretische informatica.

== Positie in de wetenschap ==
Wiskunde neemt in de [[wetenschap]] een speciale positie in door de wijze waarop kennis verkregen wordt. Waar bijvoorbeeld [[natuurwetenschappen]] gebaseerd zijn op kennis op basis van het ontbreken van een [[falsifieerbaarheid|falsificatie]], bouwt wiskunde haar kennis op uit zuivere afleiding uit haar uitgangspunten. Wiskundige kennis is derhalve niet toetsbaar met experimenten. Waar natuurwetenschappelijke kennis ''per definitie'' voorlopig is, is wiskundige kennis pas kennis als ze bewezen en definitief is, maar dan is die kennis ook ''per definitie'' eeuwig geldend.

De vraag is dan ook bij welk soort wetenschappen wiskunde gerekend moet worden. Doordat de wiskunde veelal door problemen uit de natuurwetenschappen is geïnspireerd en ook vooral haar toepassingen vindt in die wetenschappen, wordt de wiskunde veelal bij de natuurwetenschappen ingedeeld of in bredere zin bij de [[bètawetenschappen]]. Dit ondanks het verschil in wijze van verkrijgen van kennis. In een moderne kijk op de [[filosofie van de wiskunde]] wordt er echter, in navolging van [[Imre Lakatos]], op gewezen dat ook wiskunde in wezen haar eigen kennis vermeerdert door een empirische kijk. Er wordt, vaak na aanwijzingen in rekenwerk, een vermoeden geuit waarvoor bevestiging wordt gezocht middels een [[wiskundig bewijs]].

Door haar strikte redeneerwerk en methodologie heeft wiskunde ook veel gemeen met [[filosofie]]. Met name de [[logica]] en [[grondslagen van de wiskunde]] zijn duidelijke overlapgebieden. Met dat in het achterhoofd zou men wiskunde ook bij de [[alfawetenschappen]] in kunnen delen. Wiskunde houdt zich bezig met producten van de menselijke geest.

Ten slotte wordt wiskunde, samen met bijvoorbeeld [[informatica]], vaak ingedeeld als [[formele wetenschap]].

In de praktijk blijkt echter dat wiskunde aan [[universiteit]]en ingedeeld is bij een [[faculteit (onderwijs)|faculteit]] voor natuurwetenschappen, al is een combinatie wiskunde-informatica of een aparte wiskundefaculteit ook niet ongebruikelijk.

== Bewijzen ==
{{Zie hoofdartikel|Wiskundig bewijs}}

De fundamentele wiskundige activiteit is het leveren van een [[wiskundig bewijs]], het is ''de'' manier waarop wiskundige kennis wordt verkregen. Het leveren van wiskundig bewijs gaat terug op de oude Grieken. Uit oudere beschavingen zijn geen bewijzen bekend, de wiskunde bestond vóór de Grieken uit het oplossen van concrete problemen. Een belangrijke bron vormen de [[Elementen van Euclides]], waarin naast een axiomatische opbouw en definities ook ruim 400 stellingen staan met bewijzen.

Voor het verkrijgen van het bewijs gebruikt men de regels van de [[logica (wetenschap)|logica]]. Meer in het bijzonder worden [[deductie]]ve methodes gebruikt, en geen [[inductie (filosofie)|inductieve]] (met uitzondering van "volledige inductie") of [[Empirisch resultaat|empirische]]. Men moet zich baseren op [[axioma|axioma's]], [[definitie]]s en eerder bewezen [[stelling (wiskunde)|stellingen]]. Het vakgebied dat zich met het bewijzen bezighoudt is de [[bewijstheorie]].

Vroeger bestond het werk van een wiskundige dan ook vooral uit het schrijven van bewijzen. Zijn gereedschappen waren potlood en papier, soms passer en liniaal en nog zeldzamer een rekenmachine. Dat veranderde echter met de opkomst van de computer. Hierdoor is het veel eenvoudiger om wiskundig te experimenteren. Er is bovendien zowel software voor het helpen bij [[algebra]] en [[analyse (wiskunde)|analyse]], de [[computeralgebrasysteem|computeralgebrasystemen]], als bij het onderzoeken van [[meetkunde]], de dynamische meetkunde software. [[Chaostheorie]] en [[fractal]]s zijn voorbeelden van wiskunde die meer uit experimenten is voortgekomen. De werkelijke kennis is echter uiteindelijk in het klassieke raamwerk van het wiskundig bewijs geplaatst.

== Wiskundige notatie en taal ==
[[Bestand:Houghton Typ 520.03.736 - Margarita philosophica.jpg|thumb|right|Margarita Philosophica, Gregor Reisch (1503)]]
{{Zie ook|Zie de [[lijst van wiskundige symbolen]] voor een overzicht van symbolen gebruikt in wiskundige notatie.}}

De wiskundige notatie die nu gebruikt wordt, was onbekend voor de [[16e eeuw]]. Voor die tijd werd alles volledig uitgeschreven, en waar nu ''x'' in een formule gebruikt wordt, werd toen nog gesproken van ''een onbekende grootheid''. De [[Zwitserland|Zwitserse]] wiskundige [[Leonhard Euler]] (1707-1783) is verantwoordelijk voor veel wiskundige notatie zoals die nu gebruikt wordt. Voordeel is dat een wiskundige bewering met de notatie overzichtelijker is. Moderne wiskundige notatie is meestal bijzonder compact; een paar eenvoudige symbolen kunnen zeer veel informatie bevatten, wat voor professionele wiskundigen een duidelijk voordeel is, maar voor beginners erg lastig kan zijn.

Ook kent wiskunde een gedeeltelijk eigen taal, die voor de leek niet altijd te ontdekken is. Zo kunnen alledaagse termen zoals "of", "als...dan.." of "[[compact]]" een andere betekenis hebben dan in het dagelijks taalgebruik. Vaak zitten er definities achter die heel nauwkeurig beschrijven wat er bedoeld wordt. Deze nauwkeurigheid is in de wiskunde van groot belang – iemand die een bewijs van een ander naleest moet natuurlijk precies weten wat er bedoeld wordt.

Verwarrend is het soms dat niet overal ter wereld exact dezelfde notatie en dezelfde definities worden gebruikt. Er is geen instituut dat definities of notaties precies vastlegt. Zo zijn er verschillende definities voor de [[natuurlijke getallen]], met of zonder nul. Ook over een eenvoudig begrip als een [[rechthoek]] bestaat weleens onenigheid of er een ''inclusieve'' (dan is een vierkant ook een rechthoek) of een ''exclusieve definitie'' (dan is een vierkant geen rechthoek) moet worden gebruikt. Auteurs zullen echter meestal duidelijk maken welke definitie zij hanteren.

== Wiskundeonderwijs ==
{{zie ook|Voor het vak zoals dit in het Nederlands voortgezet onderwijs onderwezen wordt, zie [[Wiskunde (schoolvak in Nederland)]]}}

Wiskunde maakt een vast onderdeel uit van de vakken die men in het [[basisonderwijs|basis-]] en [[voortgezet onderwijs]] aangeboden krijgt. In het basisonderwijs bestaat het vooral uit tellen, rekenen en eenvoudige meetkunde. In het voortgezet onderwijs is er veelal aandacht voor meer meetkunde, analyse, eenvoudige algebra, kansrekening en statistiek. Afhankelijk van het niveau en van het land kunnen echter ook allerlei andere onderwerpen aan bod komen. In het algemeen blijft het wiskundeonderwijs echter beperkt tot het inzetten van toepassingen. Het geven van bewijzen is in het algemeen voorbehouden aan het hoogste onderwijsniveau. Er zijn echter flinke internationale verschillen. Op universiteitsniveau komt wat soms ook wel aangeduid wordt met de populaire term '[[hogere wiskunde]]' aan bod. Hier wordt dieper ingegaan op de wiskunde die ook op middelbare scholen wordt onderwezen, maar er komen ook geheel nieuwe gebieden en onderwerpen aan bod.

Ook heel verschillend is de gebruikte didactiek. Van oudsher werd de wiskunde heel ''kaal'' aan kinderen aangeboden. In de tweede helft van de twintigste eeuw werd echter steeds meer nadruk gelegd op het belang van ''context'' in de wiskunde, dat wil zeggen dat er een verband werd gelegd met een vraagstuk in de echte wereld. Een van de motoren achter het verbeteren van wiskundeonderwijs door onder andere het gebruik van context is de [[Nederland]]s-[[Duitsland|Duitse]] wiskundige [[Hans Freudenthal]].

== Onderscheidingen ==
Er is geen [[Nobelprijs]] voor de wiskunde, al zijn er wel Nobelprijzen uitgereikt aan wiskundigen, met name in de [[Nobelprijs voor de Natuurkunde|natuurkunde]] en [[Nobelprijs voor de Economie|economie]]. De meest prestigieuze wiskundige onderscheiding is de [[Fieldsmedaille]], die elke vier jaar wordt uitgereikt aan twee tot vier wiskundigen van onder de 40 jaar. De meest prestigieuze jaarlijkse oeuvreprijs is [[Abelprijs]], alhoewel ook de [[Wolfprijs]] veel aanzien geniet.

== Deelgebieden ==
[[Bestand:Abacus 6.png|right|thumb|De vroege wiskunde ging vooral over de noodzaak praktische berekeningen te kunnen maken zoals met deze Chinese [[Abacus (rekentuig)|abacus]].]]

De hoofdgebieden van de wiskunde ontstonden oorspronkelijk uit de noodzaak zakelijke berekeningen te kunnen maken, de relaties tussen getallen te begrijpen, land te kunnen opmeten en [[Astronomie|astronomische]] gebeurtenissen te kunnen voorspellen. Deze vier noden kunnen ruwweg verbonden worden aan de brede onderverdeling van de wiskunde in de studie van

* hoeveelheden ([[rekenkunde]]),
* structuren ([[algebra]]),
* ruimte ([[meetkunde]]) en
* veranderingen (ofwel [[Analyse (wiskunde)|analyse]]).

Daarnaast zijn er nog andere deelgebieden die te maken hebben met de verbanden tussen de kern van de wiskunde en andere domeinen, zoals de [[logica (wetenschap)|logica]], de [[verzamelingenleer]], en de [[toegepaste wiskunde]].

=== Hoeveelheid ===
De leer van hoeveelheden begint met [[getal (wiskunde)|getallen]]. Eerst komen de door iedereen gekende [[Natuurlijk getal|natuurlijke getallen]] en [[Geheel getal|gehele getallen]] en de bewerkingen, samengebracht in de [[rekenkunde]]. Meer gevorderde eigenschappen worden bestudeerd in de [[getaltheorie]], met populaire resultaten zoals de [[laatste stelling van Fermat]]. In de getaltheorie bestaan veel onopgeloste problemen. Drie van de bekendere onopgeloste problemen, die bovendien eenvoudig te formuleren zijn, zijn het [[priemtweeling]]vermoeden, het [[vermoeden van Goldbach]] en het [[vermoeden van Collatz]].

Bij uitbreiding van het getalsysteem vindt men dat de gehele getallen een [[deelverzameling]] vormen van de [[Rationaal getal|rationale getallen]] ([[Breuk (wiskunde)|breuken]]). Deze zijn op hun beurt een deel van de [[Reëel getal|reële getallen]]. Dit kan weer uitgebreid worden naar de [[Complex getal|complexe getallen]]. Verder leidt deze studie naar de [[Transfiniet getal|transfiniete getallen]], waarmee het concept [[oneindigheid]] formeel behandeld wordt. Een ander domein is de studie van de grootte van een verzameling, leidend tot de [[Kardinaliteit|kardinaalgetallen]] en [[ordinaalgetal]]len en zo naar een ander begrip van oneindigheid: de [[alef]]getallen.

<center>
{| class="wikitable" style="text-align:center"
| <math>0; 1; 2; 3</math><br />{{nowrap|Natuurlijke getallen}}
| <math>-2; -1; 0; 1; 2</math><br />{{nowrap|Gehele getallen}}
| <math>-2;\tfrac{2}{3}; 1{,}21</math><br />{{nowrap|Rationale getallen}}
| <math>-e; \sqrt{2}; 3; \pi</math><br />{{nowrap|Reële getallen}}
| <math>2; i; -2+3i; 2e^{i\frac{4}{3}\pi}</math><br />{{nowrap|Complexe getallen}}
|}
</center>

=== Structuur ===
Veel [[Object (wiskunde)|wiskundige objecten]], zoals [[verzameling (wiskunde)|verzamelingen]] van bijvoorbeeld getallen en [[Functie (wiskunde)|functies]], hebben een inwendige structuur door bewerkingen die er op gedefinieerd zijn. Wiskunde bestudeert eigenschappen van deze verzamelingen als uitvloeisel van deze structuren. De [[getaltheorie]] bijvoorbeeld bestudeert eigenschappen van de verzameling [[Geheel getal|gehele getallen]] uitgedrukt in de [[Operator (wiskunde)|operatoren]], die bij [[rekenen]] worden gebruikt, dus optellen en vermenigvuldigen en daarvan afgeleide operatoren.

Het blijkt dat verschillende verzamelingen met hun bewerkingen een vergelijkbare structuur hebben. Dat nodigt uit tot het abstraheren van deze structuur. Zo ontstaan bijvoorbeeld de studie van [[Groep (wiskunde)|groepen]] met een soort bewerking en [[Ring (wiskunde)|ringen]] en [[Lichaam (Ned) / Veld (Be)|lichamen (Nederlands-Nederlands) of velden (Belgisch-Nederlands)]] met twee soorten bewerkingen. Deze gebieden vormen een onderdeel van de [[abstracte algebra]]. De abstracte algebra kan soms worden gebruikt in op het eerste gezicht geheel losstaande takken van wiskunde. De [[galoistheorie]] bracht bijvoorbeeld een oplossing voor de drie klassieke problemen bij het vinden van een [[constructie met passer en liniaal]]. Deze constructies bleken in termen van groepen te kunnen worden beschreven.

Een ander voorbeeld van een algebraïsche structuur is de [[vectorruimte]], waarin punten worden verbonden door [[Vector (wiskunde)|vectoren]] die zowel een grootte als een richting hebben. Deze vectorruimtes worden bestudeerd in de [[lineaire algebra]]. Dit is een van de voorbeelden die laten zien dat de oorspronkelijk van elkaar losstaande algebra en meetkunde in de moderne wiskunde nauw verweven zijn. De [[algebraïsche meetkunde]] neemt dan ook een centrale plaats in de moderne wiskunde in.

<gallery mode="packed" heights="150">
Bestand:Elliptic curve simple.svg|[[Getaltheorie]]
Bestand:Group diagdram D6.svg|[[Groepentheorie]]
Bestand:Lattice of the divisibility of 60.svg|[[Ordetheorie]]
Bestand:Togliatti surface.png|[[Algebraïsche meetkunde]]
</gallery>

=== Ruimte ===
De studie van de ruimte begint met de [[meetkunde]], in het bijzonder de [[euclidische meetkunde]]. Deze euclidische meetkunde gaat over het platte vlak en de [[Euclidische ruimte|ruimte]] en bevat de bekende [[stelling van Pythagoras]]. Al bij de oude Grieken ging meetkunde echter ook om getallen, voorgesteld als verhouding tussen [[lijnstuk]]ken. De introductie van [[Cartesisch coördinatenstelsel|cartesische coördinaten]] maakten duidelijk dat onder meetkunde ook getallen zitten. Door het definiëren van allerlei soorten [[Afstand (wiskunde)|metriek]] spelen hoeveelheid en ruimte zo allebei een rol in de [[analytische meetkunde]], de [[differentiaalmeetkunde]] en de [[algebraïsche meetkunde]].

De moderne studie van de ruimte is voorts uitgebreid naar meetkunde met meerdere dimensies, de [[affiene meetkunde|affiene]], [[projectieve meetkunde|projectieve]] en andere [[niet-euclidische meetkunde]]. Deze corresponderen veelal met andere metrieken, vaak niet meer gebaseerd op de [[reëel getal|reële getallen]]. Daarnaast bestaat er nog [[beschrijvende meetkunde]] of [[Beschrijvende meetkunde|wetenschappelijk tekenen]].

De [[topologie]] is een ander uitvloeisel van de klassieke meetkunde. Men houdt zich in de topologie bezig met eigenschappen van de ruimte die bij continue vervorming behouden blijven. Anders dan bij de zojuist genoemde onderdelen speelt metriek hierbij geen enkele rol.

<gallery mode="packed" heights="100">
Bestand:Pythagorean.svg|[[Meetkunde]]
Bestand:Taylorsine.svg|[[Goniometrie]]
Bestand:Osculating circle.svg|[[Differentiaalmeetkunde]]
Bestand:Torus.svg|[[Topologie]]
Bestand:Von koch 6 etapes.svg|[[Fractal]]en
</gallery>

=== Verandering ===
Het begrijpen en beschrijven van verandering is een terugkerend thema in de [[natuurwetenschappen]] en de [[differentiaalrekening]] werd ontwikkeld om dit te onderzoeken. Dit leidt tot de studie van de [[Functie (wiskunde)|functies]] en de [[Analyse (wiskunde)|analyse]]. Dit gaat niet alleen om functies van reële getallen, maar ook van [[Complex getal|complexe getallen]] in de [[functietheorie]]. De [[functionaalanalyse]] gaat nog een stap verder en onderzoekt ruimtes van functies of andere operatoren.

Veel problemen in de wetenschap leiden naar de relaties tussen een hoeveelheid en de mate van verandering, bestudeerd met [[differentiaalvergelijking]]en. Ook [[dynamisch systeem|dynamische systemen]] komen voort uit dergelijke problemen, met name in de natuur. De [[chaostheorie]] beschrijft op een exacte manier hoe de natuur zich weliswaar [[determinisme (filosofie)|deterministisch]], maar toch onvoorspelbaar gedraagt.

<gallery mode="packed" heights="150">
Bestand:Integral as region under curve.svg|[[Analyse (wiskunde)|Analyse]]
Bestand:Vector field.svg|[[Vectoranalyse]]
Bestand:Limitcycle.svg|[[Systeemtheorie|Dynamische systemen]]
Bestand:Lorenz attractor.svg|[[Chaostheorie]]
</gallery>

=== Fundament en filosofie ===
Om de [[grondslagen van de wiskunde]] vast te leggen werden de domeinen van de [[wiskundige logica]] en de [[verzamelingenleer]] ontwikkeld.

De wiskundige logica houdt zich bezig met het opzetten van een sterk [[axioma]]tisch raamwerk, het bestuderen van de gevolgtrekkingen daarvan, maar ook de formele logica en toepassingen daarvan in andere wiskundige vakgebieden. De [[verzamelingenleer]] bestudeert [[verzameling (wiskunde)|verzamelingen]], collecties van wiskundige objecten. Relatief nieuw is de [[Categorietheorie (wiskunde)|categorietheorie]], die zich geheel abstract bezighoudt met [[Wiskundige structuur|wiskundige structuren]] en hun verbanden.

Als men spreekt over de ''crisis in de fundamenten in de wiskunde'' doelt men veelal op de periode van grofweg 1900 tot 1930. Men zocht in die tijd naar een rigide structuur en zo ontstonden allerhande controverses. Die leidden tot heftige discussies en soms tot andere soorten wiskunde, waarin bepaalde regels anders zijn dan in de gebruikelijke wiskunde, zoals het [[intuïtionisme]] en andere soorten [[Constructivisme (wiskunde)|constructivisme]].

De zoektocht naar een axiomatisch raamwerk waarvan de innerlijke ''[[Consistentie (logica)|consistentie]]'' kon worden bewezen werd onderuitgehaald door de [[onvolledigheidsstellingen van Gödel]]. Deze stellingen uit 1931 tonen aan dat een voldoende sterk axiomatisch raamwerk automatisch onbewijsbare stellingen in zich heeft en dat de eigen consistentie daar een van is. Dit inzicht heeft het beeld van de grondslagen van de wiskunde enorm veranderd.

Moderne logica omvat de [[recursie]]theorie, de [[modeltheorie]] en de [[bewijstheorie]], en is sterk verbonden met [[informatica]].

<gallery mode="packed" heights="150">
Bestand:Logical fallacy.svg|[[Wiskundige logica]]
Bestand:Venn A intersect B.svg|[[Verzamelingenleer]]
Bestand:Commutative diagram for morphism.svg|[[Categorietheorie (wiskunde)|Categorietheorie]]
</gallery>

=== Discrete wiskunde ===
De [[discrete wiskunde]] is de naam voor het onderdeel van de wiskunde dat vooral nuttig is in de [[informatica]]. Dit omvat de [[berekenbaarheid]]sleer en de [[informatietheorie]], en leidt tot het model van de [[turingmachine]]. Informatietheorie houdt zich bezig met de hoeveelheid gegevens die kunnen bewaard worden op een bepaald medium en met begrippen zoals [[Datacompressie|compressie]] en [[entropie]].

<gallery mode="packed" heights="100">
Bestand:Permutations RGB horizontal.svg|[[Combinatoriek]]
Bestand:Ulam Spiral Divisors 100000.png|[[Getaltheorie]]
Bestand:DFAexample.svg|[[Berekenbaarheid]]sleer
Bestand:Caesar3.svg|[[Cryptografie]]
Bestand:6n-graf.svg|[[Grafentheorie]]
</gallery>

=== Toegepaste wiskunde ===
De toegepaste wiskunde bestudeert het gebruik van abstracte wiskundige middelen voor het oplossen van concrete problemen in de natuurwetenschappen, techniek (vooral [[meetkunde]], reële [[Analyse (wiskunde)|analyse]], [[Functietheorie|complexe functietheorie]] en [[lineaire algebra]]) en de [[menswetenschappen]] en zakenwereld (vooral [[statistiek]] en [[kansrekening]]). Statistiek en kansrekening spelen een fundamentele rol in het beoordelen van [[Risico|risico's]], het interpreteren van [[steekproef]]resultaten en [[Enquête (onderzoek)|enquêtes]] en het controleren van [[Procesmanagement|proces]]sen. Het doen van [[statistische toets]]en, ondersteund door [[software]] als [[SPSS]], geeft daarbij een gedegen basis voor de conclusies.

In de [[speltheorie]] bestudeert men het nemen van beslissingen in strategische interactie van verschillende partijen. Men gaat daarbij uit van [[rationeel]] handelen van de partijen. Een bekend voorbeeld uit de speltheorie is het [[prisoner's dilemma]].

<gallery mode="packed" heights="100">
Bestand:BernoullisLawDerivationDiagram.svg|[[Stromingsleer|Vloeistofdynamica]]
Bestand:Composite trapezoidal rule illustration small.svg|[[Numerieke wiskunde]]
Bestand:Max paraboloid.svg|[[Wiskundige optimalisatie|Optimalisatie]]
Bestand:Normal Distribution CDF Diagram.svg|[[Statistiek]]
Bestand:Two red dice 01.svg|[[Kansrekening]]
</gallery>

=== Lijst ===
{{Zie hoofdartikel|Lijst van deelgebieden van de wiskunde}}

== Open problemen ==
De wiskunde kent een flink aantal nog onopgeloste problemen. Vaak worden deze [[vermoeden]]s genoemd. De oude Grieken hadden al dergelijke problemen. Die betroffen het vinden van een [[constructie met passer en liniaal]] voor de [[verdubbeling van de kubus]], de [[driedeling van de hoek]] en de [[kwadratuur van de cirkel]]. Van deze problemen werd vele eeuwen later pas, met behulp van de [[galoistheorie]], aangetoond dat ze geen oplossing hebben.

In de algebra werd de zogenaamde [[laatste stelling van Fermat]] als vermoeden in 1637 geformuleerd; Fermat beweerde een bewijs te hebben, maar dat wordt betwijfeld. Pas in 1993-1994 leverde [[Andrew Wiles]] een bewijs dat algemeen aanvaard wordt.

[[David Hilbert]] presenteerde bij het internationale wiskundecongres in Parijs in 1900 een beroemd geworden lijst van [[23 problemen van Hilbert|23 open problemen]] voor de [[20e eeuw|twintigste eeuw]]. Deze lijst werd beroemd onder wiskundigen en negen van de problemen zijn opgelost of hebben de status van ''onbeslisbaar''. In 2000 werd een nieuwe lijst van zeven belangrijke problemen opgesteld, de [[millenniumprijsprobleem|millenniumprijsproblemen]]. Oplossing van een van deze problemen levert de oplosser $&nbsp;1 miljoen op. Er is maar een probleem dat op beide lijsten staat, de [[Riemann-hypothese]].

Sommige open problemen spreken tot de verbeelding van een groter publiek (d.w.z., buiten de groep van mensen die beroepshalve met wiskunde bezig zijn) omdat ze kunnen worden geformuleerd met elementaire begrippen uit het lager of middelbaar onderwijs. Zo stelt het [[Vermoeden van Goldbach]] dat elk even getal groter dan 2 de som zou zijn van twee priemgetallen.

== Recreatieve wiskunde ==
Naast serieuze wiskunde is er ook een minder serieuze 'recreatieve' wiskunde. Een goed voorbeeld daarvan zijn de grote hoeveelheid [[wiskundige puzzel]]s die er bestaan. Sommige van die puzzels hebben een serieuze ondertoon, zoals een verband met [[groepentheorie]] bij [[Rubiks kubus]] en [[Magisch vierkant|magische vierkanten]] die zorgen voor lastige [[Combinatoriek|telproblemen]].

== Belangrijke wiskundigen ==
{{Zie hoofdartikel|Lijst van wiskundigen}}

* Wiskunde in de Oudheid: [[Thales van Milete]], [[Pythagoras]], [[Eudoxus van Cnidus|Eudoxus]], [[Euclides van Alexandrië|Euclides]], [[Archimedes]]
* Wiskunde in de Europese middeleeuwen: [[Boëthius]], [[Al-Chwarizmi|Muhammad al-Khwarizmi]], [[Fibonacci|Leonardo Fibonacci]], [[Richard Swineshead]]
* Ontwikkeling van de infinitesimaalrekening: [[René Descartes]], [[Pierre de Fermat]], [[Isaac Newton]], [[Gottfried Wilhelm Leibniz|Gottfried Leibniz]]
* Statistiek: Pierre de Fermat, [[Blaise Pascal]], [[Christiaan Huygens]], [[Jakob Bernoulli]], [[Abraham de Moivre]], [[Thomas Bayes]], [[Pierre-Simon Laplace]], [[Siméon Poisson]], [[Adolphe Quetelet]], [[Francis Galton]], [[Karl Pearson]]
* Achttiende eeuw: Jakob Bernoulli, [[Jean le Rond d'Alembert]], [[Leonhard Euler]], [[Joseph-Louis Lagrange]], [[Adrien-Marie Legendre]]
* Grondslagen van de wiskunde: [[Georg Cantor]], [[Richard Dedekind]], [[Gottlob Frege]], [[Giuseppe Peano]], [[Bertrand Russell]], [[Kurt Gödel]], [[Paul Cohen (wiskundige)|Paul Cohen]]
* Negentiende eeuw: [[Niels Henrik Abel]], [[Carl Friedrich Gauss]], [[Évariste Galois]], [[Augustin Louis Cauchy]], [[Carl Jacobi]], [[Johann Dirichlet]], [[Bernhard Riemann]], [[Ernst Kummer]], [[Karl Weierstrass]],  [[Sophus Lie]], [[Henri Poincaré]], [[Felix Klein]]
* Twintigste eeuw: [[David Hilbert]], [[Emmy Noether]], [[Émile Borel]], [[Hermann Weyl]], [[Luitzen Egbertus Jan Brouwer|Luitzen Brouwer]], [[John von Neumann]], [[Alan Turing]], [[Carl Ludwig Siegel]], Kurt Gödel, [[Alexander Grothendieck]], [[Donald Knuth]], [[Andrew Wiles]]
* Eenentwintigste eeuw: [[Grigori Perelman]]

== Zie ook ==
{{Zusterproject klein
| commons            = category:Mathematics
| wiktionary         = wiskunde
| wikibooks          = Wiskunde
| wikisource         = Hoofdportaal:Wiskunde
}}
* [[Wiskunde van A tot Z]]
* [[Portaal:Wiskunde]]

{{Appendix|Voetnoten}}

[[Categorie:Wiskunde| ]]