Algebra

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Statue Al-Chwarizmis, Al-Khwarizmi, Technische Universität Teheran

Die Algebra ist eines der grundlegenden Teilgebiete der Mathematik, das sich der Struktur, Relation und der Menge widmet. Im Volksmund wird Algebra häufig als das Rechnen mit Unbekannten in Gleichungen bezeichnet (zum Beispiel x + 10 = 20).

Wortgeschichte

Eine der ersten Darstellungen der Algebra ist das Aryabhattiya, ein mathematisches Lehrbuch des indischen Mathematikers Aryabhata aus dem 5. Jahrhundert; die verwendete Methodik wurde Bijaganitam genannt. Im 13. Jahrhundert übernahmen und verfeinerten die Iraner diese Methode, wie es der persische Mathematiker Al-Khwarizmi al-jabr (der Zwang), („das Ergänzen“/„das Einrichten“) nannte, was aus dem Titel des Rechen-Lehrbuchs al-Kitab al-mukhtasar fi hisab al-dschabr wa-l-muqabala („Das kurz gefasste Buch über die Rechenverfahren durch Ergänzen und Ausgleichen“) des persischen Mathematikers Al-Khwarizmi entnommen ist. Vier Jahrhunderte nach der Publikation des Buches erschien seine lateinische Übersetzung Ludus algebrae et almucgrabalaeque. Aus „al-jabr“ entwickelte sich das heutige Wort „Algebra“.

Algebra als Teilgebiet der Mathematik: Begriffsbestimmung und Gliederung

Die Inhalte und Methoden der Algebra haben sich im Laufe der Geschichte so stark erweitert, dass es schwer geworden ist, in einer knappen Definition anzugeben, was Algebra eigentlich ist. Auch wäre es nicht praktikabel, alle Aspekte der Algebra in einem Enzyklopädie-Artikel zu behandeln. Wir unterscheiden deshalb folgende, keineswegs scharf voneinander abgegrenzte Teilgebiete:

Algebra als mathematische Struktur

Als universelle oder allgemeine Algebra, kurz auch nur Algebra genannt, bezeichnet man auch das Grundkonstrukt einer algebraischen Struktur: Eine nichtleere Menge, auf der eine oder mehrere (u.U. partielle) Verknüpfungen definiert sind und in der gewisse Axiome gelten. Gruppen, Ringe, Körper sind somit Beispiele für spezielle Algebren.

„Algebra“ bezeichnet auch konkrete algebraische Strukturen, die Verallgemeinerungen des Ringbegriffes sind, siehe Algebra (Struktur).

„Algebraisch“ als Attribut von Zahlen, Funktionen, Gleichungen

Algebraisch als mathematisches Attribut hat folgende Bedeutungen:

  • Eine algebraische Gleichung ist eine Gleichung, zu deren Formulierung nur endlich viele elementare Rechenoperationen (Addition, Subtraktion, Multiplikation, Division) erforderlich sind, in der also zum Beispiel keine typischen analytischen Funktionen vorkommen.
  • Die algebraischen Zahlen erhält man als Nullstellen von Polynomen mit rationalen Koeffizienten; die Menge der algebraischen Zahlen bildet den algebraischen Abschluss der Menge der rationalen Zahlen.
  • Das algebraische Element erweitert den Begriff der algebraischen Zahl auf Nullstellen von Polynomen mit Koeffizienten aus einem beliebigen vorgegebenen Körper.

„Algebraische“ Teilgebiete der Mathematik

Siehe auch

Literatur

  • Heinz-Wilhelm Alten et al.: 4000 Jahre Algebra. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 2003, ISBN 3-540-43554-9
  • Siegfried Bosch: Algebra. 6. Auflage, Springer-Verlag, 2006, ISBN 978-3-540-29880-9
    Sehr Umfangreiches Lehrbuch mit ausführlichen Beweisen und Übungsaufgaben.
  • G. Fischer, R. Sacher: Einführung in die Algebra, Teubner Studienbücher, Stuttgart 1983 (behandelt die abstrakte Algebra), ISBN 3-519-22053-9
  • Jacob Klein: Die griechische Logistik und die Entstehung der Algebra in: Quellen und Studien zur Geschichte der Mathematik, Astronomie und Physik, Abteilung B: Studien, Band 3, Erstes Heft, Berlin 1934, p. 18-105 und Zweites Heft, Berlin 1936, p. 122-235; wiederveröffentlicht in englischer Sprache unter dem Titel: Greek Mathematical Thought and the Origin of Algebra. Cambridge, Mass. 1968, ISBN 0-486-27289-3
  • Hans Kreul, Harald Ziebarth: Mathematik leicht gemacht, Verlag Harri Deutsch, 6. Auflage 2006. (Grundlagen der Algebra / keine wesentlichen Vorkenntnisse notwendig, sehr verständlich), ISBN 978-3-8171-1786-4
  • Lothar Kusch: Algebra, Geometrie, Integral/Differentialrechnung. ISBN 3-590-82585-5, ISBN 3-590-82623-1, ISBN 3-590-82607-x, ISBN 3-590-82771-8
  • Serge Lang: Algebra. Revised 3rd Edition, Springer-Verlag, 2002, ISBN 0-387-95385-X
    Umfangreiches Standardwerk mit vielen weiterführenden Anmerkungen und Aufgaben. Die Darstellung ist für einen ersten Einstieg möglicherweise zu abstrakt.
  • B. L. van der Waerden: Algebra I, II. Springer-Verlag, Berlin 1993, ISBN 3-540-56801-8
    Der Klassiker, dessen erste Ausgaben in den 1930er Jahren noch den Titel Moderne Algebra trugen und der erstmals konsequent den axiomatischen Ansatz von E. Noether darstellte. In der Sprache inzwischen etwas veraltet.
Wikibooks: Mathematik: Algebra – Lern- und Lehrmaterialien
Wiktionary: Algebra – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen