每日一题[3967]冻结变量

已知 $a,b,c\geqslant 0$,且 $a+b+c=1$,则 $(c-a)(c-b)$ 的取值范围是_____.

答案    $\left[-\dfrac 18,1\right]$.

解析    即 $a+b=1-c$,求 $m=c^2-(1-c)c+ab$ 的取值范围,其中 $c\in [0,1]$,而\[0\leqslant ab\leqslant \left(\dfrac{a+b}2\right)^2=\dfrac 14(1-c)^2,\]因此\[c^2-(1-c)c\leqslant m\leqslant c^2-(1-c)c+\dfrac 14(1-c)^2,\]左侧取等条件 $(a,b)=(0,1-c),(1-c,0)$,右侧取等条件为 $(a,b)=\left(\dfrac{1-c}2,\dfrac{1-c}2\right)$,于是\[-\dfrac 18\leqslant c(2c-1)\leqslant m\leqslant \left(\dfrac{3c-1}2\right)^2\leqslant 1,\]等号分别当 $c=\dfrac 14$ 和 $c=1$ 时取得,因此所求取值范围是 $\left[-\dfrac 18,1\right]$.

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