El teorema del valor medio para integrales

Consideremos una función f( x ) continua en el intervalo [a, b]. Sean m y M el menor y el mayor valor para la función f( x ), es decir

entonces podemos concluir que

de otra forma

Insistamos que el miembro derecho de esta desigualdad es un valor real, por ejemplo

de modo que este valor c se encuentra entre m y M, y puesto que la función f( x ) también se encuentra entre esos valores y además es continua, entonces necesariamente habrá un valor, digamos h, en el intervalo [a, b] tal que f( h ) = c, esto es

Es decir, el área determinada por la curva f( x) y el segmento [a, b] es igual a un rectángulo de base (b - a) y altura f( h ) para algún h entre a y b.
Veamos el siguiente ejemplo. Sea la función

definida entre -1 y 5, y cuya gráfica es

La integral entre -1 y 5 es

de modo que debemos encontrar un valor de h entre [-1, 5] tal que

De otra forma debemos resolver la ecuación

Y esta solución es sencilla. En efecto, en este caso la única solución en [-1 , 5] es h = 2.300661161. La situación gráfica es como sigue

donde el rectángulo de color celeste tiene base 6 y altura 2.508593586, y su área es igual al área bajo la curva entre -1 y 6.