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Der Zahlbegriff. § 2. Imaginäre Zahlen.
Forderung, weil im Grunde der Multiplikationsregeln für relative Zahlen
weder eine positive noch eine negative Zahl zu einer geraden Potenz
erhoben ein negatives Resultat ergeben kann. Läßt man, von dem
Prinzip der Permanenz Gebrauch machend, die Regeln für das Rechnen
mit Wurzelgrößen in bezug auf den gegenwärtigen Fall fortbestehen, so
kann die gestellte Forderung auch durch die andere V]/— b ersetzt werden
und Y—h wiederum durch Yb Y—1; was der erste Faktor fordert,
ist durch eine bestimmte positive reelle Zahl ß erfüllbar; der zweite
Faktor ist zunächst ein bloßes Symbol. Führt man dieses Symbol
/-i (i)
mit dem Zeichen i als eine neue Zahl ein, so stellt sich die Lösung
von Y—b durch
ßi (2)
dar.
Um also die Aufgabe, welche durch das Zeichen ]/R, worin B
eine relative rationale Zahl bedeutet, immer, somit auch dann aus
führbar zu machen, wenn B eine negative Zahl ist, ist die Einfüh
rung neuer Zahlen von der Form (2) erforderlich. Man nennt diese
Zahlen zum Unterschiede von den reellen imaginäre Zahlen/) nennt
i die imaginäre Einheit, 1 2 ) ß ihren Koeffizienten.
Dem Prinzip der Permanenz zufolge hat diese Einheit dem Grund
gesetz
>’ 2 = -i (3)
zu gehorchen.
Bezeichnet a eine zweite reelle Zahl, so wird das Aggregat
a + ßi (4)
eine komplexe Zahl 3 ) genannt.
Mit der Schaffung des Begriffs der komplexen Zahlen hat der
Zahlbegriff einen gewissen Abschluß erlangt. 4 ) Die Form (4) umfaßt
die reellen Zahlen, wenn /1 = 0, die imaginären, wenn a = 0, die
komplexen, wenn a 0, /3 =f= 0. Indessen begreift man unter dem
1) In diesem Sinne hat zuerst Descartes die Termini in seiner Géométrie,
1687, benützt.
2) Der Gebrauch des i als Zeichen für ]/— 1 ist zum erstenmal in einer
aus dem Jahre 1777 stammenden Abhandlung L. Eulers anzutreffen. Verall
gemeinert wurde er jedoch erst durch Gauß’ Disquisitiones arithmeticae, 1801.
3) Diese Benennung stammt von Gauß, der sie in der Theoria residuorum
biquadraticorum II (1828—1832) eingeführt hat.
4) Man sagt von der komplexen Zahl (4), sie sei aus zwei Einheiten, 1 und i
zusammengesetzt. Die sogenannten höheren komplexen Zahlen, die
sich aus mehr als zwei „Einheiten“ zusammensetzen, führen über die Grenzen
dieses Buches hinaus.