Das kann doch gar nicht stimmen, so wie du es geschrieben hast, oder? o_O Wenn innerhalb von (a, b) ein lokales Extremum liegt kann die Funktion noch so stetig sein, manche Werte werden dann mehrmals angenommen.
Der Mittelwertsatz ist in diesem Zusammenhang, glaube ich, irrelevant. Er besagt iirc, dass in einem Intervall (a, b) immer ein Punkt x0 existiert, in dem die Ableitung f'(x0) einer stetigen Funktion f gleich (f(b) - f(a))/(b - a) ist (also gleich der Steigung zwischen den beiden Stellen a und b der Funktion).