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se añadieron 17 caracteres en el cuerpo
F. Iván
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Una opción es el uso de expresiones regulares:

var str = "MLYXAYMZAXmCYmGXmZY";
function checkDuplicate(str){
    for(var i = 0; i < str.length; i++){
        var re = new RegExp("[^"+ str[i] +"]","g");
        var repetido=str.replace(re, "");
        if(repetido.length >= 2){
            return repetido;
        }
    }
    return false;
}
alert(checkDuplicate(str));

Este fragmento te devolverá el caracter repetido, todas las veces que esté repetido, si solo quieres que se muestre una vez, basta con cambiar

 return repetido;

por

 return repetido[0];

EDIT: Para adaptarlo a que se devuelva el carácter que se repite más veces

var str = "MLYXAYMZAXmCYmGXmZYxxx";
var str = str.toUpperCase() ;
var vecesRepetido=0;
var letraRepetida='';
function checkDuplicate(str){
    for(var i = 0; i < str.length; i++){
        var re = new RegExp("[^"+ str[i] +"]","g");
        var repetido=str.replace(re, "");
        
        if(repetido.length >= vecesRepetido){
            vecesRepetido=repetido.length;
            letraRepetida=repetido[0];
        }
    }
    return letraRepetida;
}
alert(checkDuplicate(str));

El cambio hace que al encontrarse letras repetidas no se termine la funcion sino que se compare con el que más veces aparecía repetido y si es MAYOR O IGUAL almacene hasta que termine el bucle, finalmente se muestra.

F. Iván
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