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 Goedel's classical completeness and incompleteness theorems. In particular, the book includes a full proof of Goedel'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 Goedel'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.

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 eine Problemstellung 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.

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 Goedel's classical completeness and incompleteness theorems. In particular, the book includes a full proof of Goedel'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 Goedel'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.

Dieses Buch bietet eine ausfuhrliche und anschauliche Einfuhrung in die Hochschulmathematik mit den thematischen Schwerpunkten Logik, Mengen, Relationen und Funktionen sowie Aufbau des Zahlensystems. Es enthalt neben dem mathematischen Inhalt viele methodische Tipps zur Suche geeigneter Beweismethoden, zum Schreiben und Lesen mathematischer Texte sowie zur Fehlervermeidung. Zahlreiche fachliche und methodische UEbungsaufgaben mit Loesungshinweisen sowie Online-Selbsttests zur Lernkontrolle am Ende jedes Kapitels erganzen das Werk und erlauben dem Leser einen besonders vertieften Umgang mit dem Material. Das Buch eignet sich fur Studierende aller Lehramter mit Fach Mathematik, insbesondere im ersten Semester und ebenso im Bachelorstudiengang Mathematik als Einstiegslekture fur die ersten sechs Wochen des Studiums oder einen Vorkurs.