在数学中,一元二次方程是形如 $ ax^2 + bx + c = 0 $ 的方程,其中 $ a \neq 0 $。这类方程的解可以通过判别式来判断其根的情况。判别式公式为:
$$
\Delta = b^2 - 4ac
$$
当判别式 $ \Delta > 0 $ 时,方程有两个不相等的实数根;
当 $ \Delta = 0 $ 时,方程有两个相等的实数根(即重根);
当 $ \Delta < 0 $ 时,方程无实数根,只有复数根。
题目给出的方程是:
$$
x^2 - 4x + m - 1 = 0
$$
我们可以将其与标准形式对比,得出:
- $ a = 1 $
- $ b = -4 $
- $ c = m - 1 $
根据题意,该方程有两个相等的实数根,因此判别式必须等于零:
$$
\Delta = (-4)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (m - 1) = 0
$$
计算得:
$$
16 - 4(m - 1) = 0
$$
展开并整理:
$$
16 - 4m + 4 = 0 \\
20 - 4m = 0 \\
4m = 20 \\
m = 5
$$
因此,当 $ m = 5 $ 时,原方程变为:
$$
x^2 - 4x + 5 - 1 = x^2 - 4x + 4 = 0
$$
这个方程可以进一步因式分解为:
$$
(x - 2)^2 = 0
$$
所以,方程的两个根都是 $ x = 2 $,即为两个相等的实数根。
通过以上分析可以看出,利用判别式的性质可以快速判断一元二次方程的根的情况,并且在本题中成功求出了参数 $ m $ 的值,使得方程满足“有两个相等的实数根”的条件。这种解题思路不仅适用于本题,也可以推广到其他类似的问题中,具有较强的通用性和实用性。