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Il teorema della media pesata è una generalizzazione del teorema della media integrale. L'idea è analoga a quella del teorema della media con la differenza che la misura del dominio di integrazione è distribuita in un modo non uniforme regolato da una funzione continua che ne stabilisce la densità in ogni punto.
Siano e due funzioni continue in un intervallo e sia di segno costante in (sempre positiva o sempre negativa nell'intervallo). Allora esiste un punto tale che .
Si può sfruttare il teorema di Weierstrass in quanto f è continua. Allora esistono un e tali che . Si prenda , quindi . Usando il teorema del confronto e la linearità degli integrali si ottiene ; dividendo per l'integrale stesso si ottiene e per il teorema dei valori intermedi il valore al centro di questa catena di diseguaglianze dovrà essere uguale ad per qualche .
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