$ q! ~* _6 O+ R$ o2 M3 B3 }了解及描述变化在自然科学里是一普遍的议题,而微积分更为研究变化的有利工具。函数誔生于此,做为描述一变化的量的核心概念。对于实数及实变函数的严格研究为实分析,而复分析则为复数的等价领域。黎曼猜想-数学最基本的未决问题之一-即以复分析来描述。泛函分析注重在函数的(一般为无限维)空间上。泛函分析的众多应用之一为量子力学。许多的问题很自然地会导出数量与其变化率之间的关系,而这则被微分方程所研究著。在自然界中的许多现象可以被动力系统所描述;混沌理论明确化许多表现出不可预测的系统之行为,而且为决定性系统的行为。 $ p2 i, f6 f- I7 a [ " E Y4 ^6 o8 b U( c/ b基础与哲学2 |4 J- R9 Z2 s/ O) K
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为了搞清楚数学基础,数学逻辑和集合论等领域被发展了出来。 8 m1 }5 ]% F6 w; Y+ ]; r! S: s , d2 c9 S: r) F+ E1 Y9 U$ U, [数学逻辑专注在将数学置于一坚固的公理架构上,并研究此一架构的成果。就其本身而言,其为哥德尔第二不完备定理的产地,而这或许是逻辑中最广为流传的成果-总存在一不能被证明的真实定理。现代逻辑被分成递归论、模型论和证明论,且和理论计算机科学有着密切的关连性。 0 s& L4 v- p4 V% B: }& v( h8 B: L% b0 |, L" z
离散数学 : h7 Y4 m0 @/ E6 F# I2 c1 c* W; E. }& V, x: Z1 b
离散数学是指对理论计算机科学最有用处的数学领域之总称,包含有可计算理论、计算复杂性理论及信息论。可计算理论检查电脑的不同理论模型之极限,包含现知最有力的模型-图灵机。复杂性理论研究可以由电脑做为较易处理的程度;有些问题即使理论是可以以电脑解出来,但却因为会花费太多的时间或空间而使得其解答仍然不为实际上可行的,尽管电脑硬件的快速进步。最后,信息论专注在可以储存在特定媒体内的资料总量,且因此有压缩及熵等概念。 4 P) V. t8 J' O, A! j; T- S " `6 X7 L! ~! `0 ~; h( z% u, U
做为一相对较新的领域,离散数学有许多基本的未解问题。其中最有名的为P/NP问题-千禧年大奖难题之一。[17]一般相信此问题的解答是否定的。 [18] % V2 ]0 C8 v1 r U4 {2 E1 Z( Z/ x' o% @( D$ G
应用数学 K( P# G( f: T1 r
& h% `2 I- J# g C应用数学思考将抽象的数学工具运用在解答科学、工商业及其他领域上之现实问题。应用数学中的一重要领域为统计学,它利用概率论为其工具并允许对含有机会成分的现象进行描述、分析与预测。大部份的实验、测量及观察研究需要统计对其资料的分析。(许多的统计学家并不认为他们是数学家,而比较觉得是合作团体的一份子。)数值分析研究如何有效地用电脑的方法解决大量因太大而不可能以人类的演算能力算出的数学问题;它亦包含了对计算中舍入误差或其他来源的误差之研究。; i u+ c7 |1 C& D
; K; }% k. u$ G+ X9 A( O' N非数学 9 Z0 n& R. S# D# @ 4 q1 w) U" b( J k
数学不是占数术。数学的证明或反证明的意念都要在逻辑之中进行,占数术却非。. E |" g S8 V4 b