Beim Übergang von den reellen zu den komplexen Zahlen werden aus „eingliedrigen“ (eindimensionalen) Zahlen „zweigliedrige“ (zweidimensionale Zahlen). Diese haben nun die Form
a = a1 + a2 * i
b = b1 + b2 * i
c = c2 + c2 * i
x = x1 + x2 * i
Sogar die Null wird komplex:
0 = 0 + 0 * i
Die nunmehr komplexe Gleichung
ax²+bx+c=0
stellt eigentlich ein Gleichungssystem dar, denn jede einzelne Variable besteht nun aus zwei Komponenten (bzw. zwei Gliedern, zwei Dimensionen).
Die gesuchten komplexen Lösungen x = x1 + x2 * i
können gefunden werden, indem zwei eindimensionale Gleichungen für die beiden Komponenten aus der komplexen Gleichung extrahiert werden.
Dazu werden folgende Schritte gemacht:
(a1 + a2 * i) * (x1 + x2 * i) * (x1 + x2 * i)
= 0 + 0 * i
ist zunächst die ausführliche Form der komplexen quadratischen Gleichung.
Nun sind die Rechengesetze für komplexe Zahlen zu beachten, so wie sie definiert sind; insbesondere i * i = - 1.
Bei der entstehenden vielgliedrigen Gleichung werden dann alle Glieder ohne i summiert und = 0 gesetzt. Ebenso werden alle Glieder mit i summiert und = 0 gesetzt.
Das entstehende Gleichungssystem hat eine Lösungsmenge L = {(x1,x2)}.
Die Beschaffenheit von L hängt von den Parametern a, b und c ab.
Beim Aufstellen einer allgemeinen Lösung muss bei Umformungen darauf geachtet werden, dass nicht durch 0 dividiert wird oder mit 0 multipliziert wird.
Alle komplexen Zahlen x mit x = x1 + x2 * i sind dann Lösungen der komplexen Ausgangsgleichung ax²+bx+c=0.
Torsten
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