Фамилия Математик — редкий случай, когда в основе фамилии лежит не прозвище по профессии или внешности, а книжное заимствование. Слово «математик» пришло в русский язык через польское посредство (matematyk) из латыни, а туда — из греческого. В России XVIII–XIX веков так могли называть не только учёного, но и учителя математики в гимназии или семинарии. Однако фамилия Математик почти наверняка не указывает на прямого предка-математика: в крестьянской и мещанской среде такие прозвища давали редко и чаще всего с иронией.

Вероятнее всего, фамилия образована от прозвища Математик, которое получил человек, любивший мудрёные расчёты, слывший грамотеем или, наоборот, слишком хитрым в денежных делах. В словарях русских прозвищ (например, у С. Б. Веселовского) нет прямого упоминания «Математика», но есть аналогичные случаи, когда книжные термины становились уличными кличками: Философ, Географ, Логик. Обычно такие прозвища давали в среде духовенства или городских низов — там, где знание «учёных» слов могло выделить человека.

По модели образования фамилия стоит особняком. В русской ономастике продуктивны суффиксы -ов, -ин, -ский, а бессуффиксная форма Математик — это застывшее прозвище в именительном падеже. Такой тип характерен для украинской и белорусской традиции, а также для поздних фамилий, которые давали в школах и семинариях. В русских губерниях фамилия Математик могла возникнуть искусственно: например, в духовных училищах ученикам иногда давали «говорящие» фамилии по предметам, которые они преподавали, или по способностям.

Географически фамилия привязана к юго-западным регионам Российской империи и к бывшей Речи Посполитой. По данным современных справочников, носители фамилии Математик встречаются в основном в Украине, Беларуси и в западных областях России, что подтверждает её польско-украинское происхождение. В центральной России фамилия единична и чаще всего — результат поздней паспортизации, когда прозвище записали без изменений.

Таким образом, предок современного Математика вряд ли решал интегралы. Скорее всего, это был сметливый крестьянин, семинарист или мещанин, которого в глаза или за глаза называли «математиком» за любовь к счёту или за хитрость. Фамилия сохранила не профессию, а социальную маску — уличную кличку, которая со временем стала официальной.