Im Bereich der reellen Zahlen sind die Addition und die Multiplikation und ihre Umkehrfunktionen zwischen beliebigen Elementen immer möglich. Da aber $a^2>0$ für beliebiges $a\in \mathbb {R}$ gilt, ist z.b. die Gleichung $x^2+1=0$ nicht lösbar, es existiert kein $x$ mit $x= \sqrt{-1}$

bzw. allgemein: Es existiert kein x mit $$x=\sqrt{-a}\qquad \mbox{ mit } a>0$$

Mit Hilfe der Potenzregel kann geschrieben werden $$\sqrt{-a} \ = \ \sqrt{a} \sqrt{-1}$$ Man definiert die Zahl $$i\buildrel \rm def \over = \sqrt{- 1}$$

Dann kann formal jede negative Wurzel gezogen werden $$\sqrt{-k} \ = \ i \cdot \sqrt{k}$$ $i$ heißt imaginäre Einheit.
Definition Komplexe Zahlen sind Zahlen der Form $$z = a + b\cdot i \qquad \mbox{ mit } a, b \in \mathbb{R}$$ $a$ heißt Realteil und $b$ Imaginärteil der komplexen Zahl $z$.
Komplexe Zahlen wurden insbesondere bei der Bestimmung von Nullstellen der Polynome untersucht.