Vamos con una orientación.
Tienes la ecuación polinómica cuadrática:
x2 + 2x - 2 = 0, cuyas soluciones son:
x1 = -1-√(3),
x2 = -1+√(3).
Luego, estudiamos cada caso por separado.
1°)
Para x1 = -1-√(3), puedes plantear:
x13 = reemplazas:
= ( -1-√(3) )3 = desarrollas:
= -1 - 3√(3) - 9 - 3√(3) = reduces términos semejantes, y queda:
= -10 - 6√(3) (1);
x12 = reemplazas:
= ( -1-√(3) )2 = desarrollas:
= 1 + 2√(3) + 3 = reduces términos semejantes, y queda:
= 4 + 2√(3) (2);
a*x1 =
= a*( -1-√(3) ) = distribuyes:
= -a - √(3)*a (3);
luego, planteas la expresión evaluada del polinomio P para el valor que estamos estudiando, y queda:
P(x1) =
= x13 + x12 + a*x1 + 1 = sustituyes las expresiones señaladas (1) (2) (3):
= -10 -6√(3) + 4 + 2√(3) - a - √(3)*a + 1 = reduces términos semejantes:
= -5 - 4√(3) - a - √(3)*a =
asocias términos sin coeficiente irracional y asocias términos con coeficiente irracional:
= (-5 - a) + (-4 - a)√(3)*a = extraes factores comunes en los agrupamientos:
= -(5 + a) - (4 + a)√(3) (4);
luego, tienes en tu enunciado:
P(x1) ∈ Q,
por lo que tienes dos opciones:
a)
que a sea un número racional para que el primer término de la expresión señalada (4) sea racional, y debes tener también que a debe ser igual a -4, a fin de anular el segundo término que es irracional, por lo que puedes concluir:
a = -4;
luego, reemplazas el valor remarcado en la expresión del polinomio P, y queda:
P = x3 + x2 - 4x + 1 (5);
b)
que la expresión señalada (4) sea igual a cero, por lo que tienes la ecuación:
-(5 + a) - (4 + a)√(3) = 0, distribuyes agrupamientos, y queda:
-5 - a - 4√(3) - a√(3) = 0, sumas 5 y sumas 4√(3) en ambos miembros, y queda:
-a - a√(3) = 5 + 4√(3), extraes factor común en el primer miembro, y queda:
-a( 1+√(3) ) = 5 + 4√(3), multiplicas en ambos miembros por 1-√(3), y queda:
-a( 1+√(3) )( 1-√(3) ) = ( 5+4√(3) )( 1-√(3) ), resuelves los productos de factores numéricos, y queda:
-a(-2) = -7-√(3), multiplicas por 1/2 en todos los términos de la ecuación, y queda:
a = -7/2 - √(3)/2;
luego, reemplazas el valor remarcado en la expresión del polinomio P, y queda:
P = x3 + x2 + (-7/2-√(3)/2)x + 1 (5*).
2°)
Luego, como tienes las opciones señaladas (5) y (5*) para la expresión del polinomio, solo queda que las evalúes para x2 = -1+√(3), y que te quedes con la opción, o las opciones, que te conduzcan a números racionales (te dejo la tarea).
Espero haberte ayudado.