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对于实数x,y,z,记 max{x,y,z} 为x,y,z,中的最大者

填空题 高一 难度 ★★★★☆

本题为江苏省海安高级中学2026-2027学年高一上学期10月月考数学试题第14题。

题目:对于实数 $x$,$y$,$z$,记 $\max\{x,y,z\}$ 为 $x$,$y$,$z$ 中的最大者,例如:$\max\{1,2,3\}=3$,$\max\{2,2,9\}=9$,$\max\{5,5,5\}=5$。设实数 $a$,$b$,$c \in (0,2]$,且 $b \geq 3a$ 或 $a+b \leq \frac{4}{3}$,则 $\max\{b-a, c-b, 4-2c\}$ 的最小值为。

解:设 $M=\max\{b-a,c-b,4-2c\}$,则

$\begin{cases} M \geq b-a \\ M \geq c-b \\ M \geq 4-2c \end{cases}$

三式相加得 $3M \geq 4-a-c$

当 $b \geq 3a$ 时:

$b-a \geq 3a-a=2a$

$a \leq \frac{M}{2}$

结合 $M \geq 4-2c$,可得 $c \leq \frac{4-M}{2}$

代入 $3M \geq 4-a-c$,得 $3M \geq 4-\frac{M}{2}-\frac{4-M}{2}=4-2=2$

$M \geq \frac{2}{3}$

当 $a+b \leq \frac{4}{3}$ 时:

$b-a \leq \frac{4}{3}-a-a=\frac{4}{3}-2a$

结合 $M \geq b-a$,可得 $M \geq \frac{4}{3}-2a$,即 $a \geq \frac{2}{3}-\frac{M}{2}$

由 $M \geq 4-2c$,得 $c \leq \frac{4-M}{2}$

代入 $3M \geq 4-a-c$,得 $3M \geq 4-\left(\frac{2}{3}-\frac{M}{2}\right)-\frac{4-M}{2}=\frac{4}{3}+M$

$M \geq \frac{2}{3}$

验证:当 $M=\frac{2}{3}$ 时,取 $a=\frac{1}{3}$,$b=1$,$c=\frac{5}{3}$,满足 $a$,$b$,$c \in (0,2]$,且 $a+b=\frac{4}{3}$

$b-a=\frac{2}{3}$,$c-b=\frac{2}{3}$,$4-2c=\frac{2}{3}$

即 $\max\{b-a,c-b,4-2c\}=\frac{2}{3}$

所以 $\max\{b-a,c-b,4-2c\}$ 的最小值为 $\frac{2}{3}$。

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