Комплексные или мнимые числа впервые появились в известном сочинении Кардано «Великое искусство, или об алгебраических правилах» 1545 года. По мнению автора, эти числа не были пригодны к употреблению. Однако это утверждение было позднее опровергнуто. В частности, Бомбелли в 1572 году при решении кубического уравнения обосновал пользу мнимых чисел. Он составил основные правила действий с комплексными числами.

И все же долгое время в математическом мире не было единого представления о сущности комплексных чисел.

Впервые символ мнимых чисел был предложен выдающимся математиком Эйлером. Предложенная символика выглядела следующим образом: i = sqr -1 , где i — imaginarius , что означает фиктивный. В заслугу Эйлера также входит идея об алгебраической замкнутости поля комплексных чисел.

Итак, необходимость в числах нового типа появилась при решении квадратных уравнений для случая D < 0 (где D — дискриминант квадратного уравнения). В настоящее время комплексные числа нашли широкое применение в физике и технике, гидро- и аэродинамике, теории упругости и т.п.

Графическая запись комплексных чисел имеет вид: a + bi , где a и b — действительные числа, а i — мнимая единица, т.e. i 2 = -1 . Число a называется абсциссой, a b — ординатой комплексного числа a + bi . Два комплексных числа a + bi и a — bi называются сопряжёнными комплексными числами.

Существует ряд правил, связанных с комплексными числами:

• Во-первых, действительное число а может быть записано в форме комплексного числа: a+ 0 i или a — 0 i . К примеру, 5 + 0 i и 5 — 0 i означают одно и то же число 5 .
• Во-вторых, комплексное число 0+ bi называется чисто мнимым числом. Запись bi означает то же самое, что и 0+ bi .
• В третьих, два комплексных числа a + bi и c + di считаются равными, если a = c и b = d . В ином случае комплексные числа не равны.

К основным действиям над комплексными числами относятся:

• Сложение. Комплексное число ( a + c ) + ( b + d ) i называется суммой комплексных чисел a + bi и c + di . Следовательно, при сложении комплексных чисел отдельно складываются их абсциссы и ординаты .

Это правило справедливо к действиям с обычными многочленами.

К примеру, (a + bi)(a — bi) = a 2 + b 2 . Отсюда следует, что произведение двух сопряжённых комплексных чисел равно действительному положительному числу.

В геометрическом представлении комплексные числа в отличие от действительных, которые изображаются на числовой прямой точками, отмечаются точками на координатной плоскости. Возьмем для этого прямоугольные (декартовы) координаты с одинаковыми масштабами на осях. В этом случае комплексное число a + bi будет представлено точкой Р с абсциссой а и ординатой b . Такая система координат называется комплексной плоскостью.

Модулем комплексного числа является длина вектора OP, изображающего комплексное число комплексной плоскости. Модуль комплексного числа a + bi записывается в виде |a + bi| или буквой r и равен: r = |a + ib| = sqr a 2 + b 2 .

У сопряженных комплексных чисел имеется одинаковый модуль.

Аргументом комплексного числа является угол φ между осью OX и вектором OP, изображающим комплексное число. Отсюда получаем, tan φ = b/a .

Тригонометрическая форма комплексного числа выражается через модуль r и аргумент φ абсциссы a и ординаты b комплексного числа a + bi .