Démonstration ou preuve c'est la même chose.
Par contre, ce qui est accepté comme "preuve" est une chose ultra variable selon le "matheux" a qui tu parles.
Certains travaillent sur des preuves parfaitement formalisées et vérifié par des systèmes informatiques plus ou moins automatique. C'est le plus haut degré de sûreté de preuve qu'on puisse avoir.
A l'autre extrême, on a deux matheux qui parlent autour d'un café et A qui convainc B que "ça marche si tu appliques telle méthode avec telle argu". B est convaincu par expérience que ça va marcher quand il écrira le détail (ce qu'il fera un jour ou pas

).
Entre ces deux extrêmes, tu as tout ce qui est publié. Un article de maths peut être faux. Ca arrive assez souvent. Parfois c'est juste un détail qui manque et l'auteur doit apporter un nouvel petit argu pour "finir la preuve". Parfois c'est toute la méthode qui est fausse. Ca arrive. C'est arrivé à celui qui a démontrer le théorème de Fermat : sa première méthode présentait un trou qui ne permettait pas de conclure comme il le pensait.
Étienne Ghys dit que, pour lui, une preuve c'est "un texte qu'il peut communiquer à un collègue sans qu'il hurle".
Dans les études, on va te demander des preuves "avec les outils du programme". Si à l'agreg tu réponds à une question en disant "je connais, c'est le théorème de TRUC publié dans Machin" tu n'auras pas de points...mais c'est marrant car, au début de la copie, tu te dois de bien rédiger pour convaincre le correcteur que tu sais de quoi tu parles. Au fil de la copie tu peux alléger ta rédaction en omettant des détails. Ca restera une preuve acceptable et acceptée dans ce contexte.
En ingénierie, on fait souvent les maths à l'arrache car ce n'est pas le problème. On fait les maths à l'arrache sans vérifier le détail des convergences ou ce genre de choses et,**si ça donne un résultat physique qui à l'air correct** alors on dit que les maths sont correctes. Je ne suis jamais tombé sur des maths fausses qui donnent un résultat qui a l'air physiquement correct mais qui ne l'est pas. Jamais. J'ai même cherché un tel exemple...sans en trouver.