8 Komplexe Zahlen

8.1 Imaginäre Einheit und Darstellungen

8.1.3 Definition der komplexen Zahlen

Mit diesem ersten Erfolg gehen wir sogleich an die allgemeinere Gleichung math formula und finden als Lösung math formula. Wir nennen eine mit der imaginären Einheit math formula multiplizierte reelle Zahl eine

imaginäre Zahl: math formula mit math formula

Wenn wir noch allgemeinere Gleichungen betrachten, nämlich math formula, erhalten wir als Lösung math formula, also eine Linearkombination einer reellen und einer imaginären Zahl. Dies nennen wir eine allgemeine

komplexe Zahl: math formula mit math formula

Eine komplexe Zahl ist also ein geordnetes Paar eindeutig festgelegter reeller Zahlen: der rein reelle erste Teil heißt

Realteil der komplexen Zahl: math formula

und der mit dem Faktor math formula versehene zweite Teil heißt

Imaginärteil der komplexen Zahl: math formula

Diese Zerlegung in Real- und Imaginärteil ist eindeutig im Gegensatz zu den rationalen Zahlen, die wir ebenfalls als "geordnete Paare" damals von ganzen Zahlen eingeführt hatten, bei denen wir aber ganze Äquivalenzklassen identifiziert haben: math formula denn das "Kürzen" sollte möglich sein, ohne die Zahl zu ändern: math formula

Die Gleichheit math formula zweier komplexer Zahlen math formula und math formula bedeutet die Gleichheit der beiden Real- und der Imaginärteile: math formula und math formula, d.h.

eine komplexe Gleichung math formula beinhaltet zwei reelle Gleichungen math formula und math formula.

Speziell verschwindet eine komplexe Zahl nur genau dann, wenn Real- und Imaginärteil beide gleich Null sind:

math formula und math formula.

Die reellen Zahlen math formula: sind eine Teilmenge der Menge der komplexen Zahlen: math formula, nämlich alle diejenigen mit math formula. Dazu kommen die rein imaginären Zahlen math formula als neue Elemente hinzu.

Bevor wir uns den Rechenregeln zuwenden, wollen wir einen Überblick gewinnen über die Methoden, die komplexen Zahlen zu veranschaulichen: