— То же самое происходит и с Мнимой Единицей: i2 = i * i = (√—1)2 = —1.
— Ну, это понятно. А как же действительное число — минус единица превращается в мнимое?
— При этом Мнимая Единица возводится уже не в квадрат, а в куб, то есть в третью степень: i3 = i2* i.
А это ведь все равно что умножить минус единицу на i: —1 * i = —i.
— Теперь, — сказал Олег, — нетрудно понять, как Мнимая Единица с минусом —i превращается в Действительную Единицу со знаком плюс +1. Она возводится в четвертую степень: i4 = i2 * i2
А это можно представить себе и так: —1 * —1 = +1.
— Прекрасно! — воскликнула Мнимая Единичка. — Остается выяснить, как Действительная Единица снова становится Мнимой.
В самом деле, как? Тут даже Олег ни до чего не додумался. Но оказалось, что для этого Мнимую Единицу надо возвести в пятую степень.
— Не может быть! i5 равно i?! — растерялись мы. — Что же это такое?
— Да ничего особенного: i4 = 1. Чтобы получить i5, умножим единицу на i. А это ведь все равно что i, взятое один раз, то есть просто i: 1 * i = i.
— Вот так история! Мнимую Единицу нельзя возвести более чем в четвертую степень? — удивился Олег.
— Отчего же! — возразила Мнимая Единичка. — Возводите себе на здоровье и в шестую, и в седьмую, и в сто двадцать первую… Словом, в любую целую степень. Но ничего, кроме того, что уже было, не получится. На то и карусель!
Тут Севе срочно понадобилось выяснить, чему равняется i17?
— Ну, это совсем нетрудно, i в пятой равно i, — сказала Мнимая Единичка. — Значит, i в девятой тоже равно i…
— Понимаю! — перебил Сева. — Каждый раз надо прибавлять к показателю степени четыре: i13 равно i, значит, i17 тоже равно 1.
Вот, Нулик, хорошая задача для твоих учеников. Попробуйте вычислить, чему равно i24? А чтобы вам легче было, загляните в чертеж мнимой карусели.
Долго еще любовались мы превращениями Мнимых Единиц, а когда уже собрались уходить, Сева хлопнул себя по лбу:
— Чуть не забыл спросить! Вы сказали, что при возведении в степень Мнимые Единицы движутся по кривой. А ведь здесь они движутся по окружности!
— Окружность тоже кривая, но такая, где все точки находятся на одинаковом расстоянии от центра. При умножении и возведении в степень перемещаются по окружности только Мнимые Единицы.
— А как движутся другие мнимые числа при возведении в степень? — спросил Олег. — Два i, три i, четыре i?
— На нашей карусели вы этого не увидите, — сказала Мнимая Единичка. — Да оно и к лучшему. Это очень сложный вопрос. Нельзя же все сразу…
— Всякому овощу свое время? — подмигнул Сева.
— Пожалуй, — улыбнулась Мнимая Единичка.
Мы поблагодарили ее и распрощались. Но тут пришла очередь Олегу хлопать себя по лбу.
— Извините, пожалуйста, — сказал он, обернувшись, — а зачем вообще нужны мнимые числа?
— Это вы поймете, когда начнете решать уравнения второй и третьей степени. Там в ответе часто получаются мнимые числа.
— На что нужны уравнения с мнимыми ответами? — буркнул Сева.
— Спросите об этом у физиков, химиков, инженеров, астрономов… Мнимые числа помогают им решать вовсе не мнимые, а действительно важные практические задачи.
— Но почему же тогда вас называют мнимыми?
— По привычке, — грустно ответила буковка i. — Так нас окрестил французский ученый Рене Декарт. Это было в семнадцатом веке, когда мнимые числа ни во что не ставились. Но с тех пор многое переменилось. Если бы Декарт жил в наши дни, он непременно придумал бы для нас более подходящее название.
— Например, «необходимые числа», — сказал Олег.
— О! Это было бы чудесно! — вздохнула Мнимая Единичка.
Мы еще раз попрощались и ушли. На этот раз совсем.
Таня.
Аль-Мукабала!
(Сева — Нулику)
Селям алейкум, старина! Я теперь тоже умею говорить по-восточному. Поживешь в Аль-Джебре — не то еще узнаешь!