Fonctions boréliennes
Bonjour,
Soient $E$ et $E'$ deux espaces topologiques munis de leur tribu borélienne. Soit $\mathcal{C}$ la plus petite classe de fonctions de $E$ dans $E'$ contenant les fonctions continues et stable par limites simples de suites. Quelles hypothèses suffisent sur $E$ et $E'$ pour que $\mathcal{C}$ soit l'ensemble de toutes les fonctions mesurables ? Est-ce que c'est vrai en général ? Est-ce que c'est vrai pour des espaces métriques ?
Soient $E$ et $E'$ deux espaces topologiques munis de leur tribu borélienne. Soit $\mathcal{C}$ la plus petite classe de fonctions de $E$ dans $E'$ contenant les fonctions continues et stable par limites simples de suites. Quelles hypothèses suffisent sur $E$ et $E'$ pour que $\mathcal{C}$ soit l'ensemble de toutes les fonctions mesurables ? Est-ce que c'est vrai en général ? Est-ce que c'est vrai pour des espaces métriques ?
Réponses
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Salut,
C'est faux en général. Si $E=L$ est la longue droite et $E'=\Bbb R$, alors $\cal C$ est contenu dans l'ensemble des fonctions mesurables $L\to \Bbb R$ qui sont constantes à partir d'un certain rang (car toute fonction continue $L\to \Bbb R$ est ultimement constante), tandis que les fonctions mesurables générales $L\to \Bbb R$ ne le sont pas forcément. -
Merci Calli. J'ai trouvé ceci dans un livre, mais il n'y a pas de démonstration. Peut-être que ça découle de la démo pour $E' = \mathbb{R}$, je n'y ai pas encore réfléchi. Est-ce que la condition nécessaire et suffisante est vraie pour un espace métrique séparable ? Pas réfléchi non plus... je m'y mets.
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Sachant que c'est vrai pour $E' = [0,1]$ quand $E$ est métrique, c'est aussi vrai pour $E'' = [0,1]^\mathbb{N}$. Tout espace métrique séparable se plonge dans ce $E'$, donc ça m'a l'air ok pour $E'$ métrique séparable.
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Je dois être naze : je n'arrive pas à voir que $\mathcal{C}$ est stable pour la somme lorsque $E' = \mathbb{R}$. 8-)
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J'ai une preuve, mais je ne trouve pas ça trivial, comme ils disent dans les livres.
Je note $\mathcal{B}(X,\mathbb{R})$ la plus petite classe de fonctions de $X$ dans $\mathbb{R}$ contenant les fonctions continues et stable par limites simples.
Pour $g \colon X \to \mathbb{R}$, soit $K(g)$ l'ensemble des fonctions réelles $f$ définies sur $X$ telles que $\alpha f + \beta g \in \mathcal{B}(X,\mathbb{R})$ pour $\alpha, \beta \in \mathbb{R}$. Si $g$ et $f$ sont continues, $f \in K(g)$. En outre, si $g$ est continue, $K(g)$ est stable par limites simples. Par conséquent, $\mathcal{B}(X,\mathbb{R}) \subset K(g)$ pour toute fonction $g$ continue. Par ailleurs, $f \in K(g)$ implique $g \in K(f)$. Ainsi l'inclusion $\mathcal{B}(X,\mathbb{R}) \subset K(g)$ pour $g \in C(X)$ implique que $C(X) \in K(f)$ pour $f \in \mathcal{B}(X,\mathbb{R})$. Mais $K(f)$ est stables par limites simples pour $f \in \mathcal{B}(X,\mathbb{R})$, donc $\mathcal{B}(X,\mathbb{R}) \subset K(f)$. -
En fait c'est peut-être plus clair si on utilise $B(X,\mathbb{R}) = \bigcup_{\alpha < \omega_1}B_\alpha(X,\mathbb{R})$ où l'on définit $B_\alpha$ par induction : $B_0$ est l'espace des fonctions continues et $B_{\alpha+1}$ est l'ensemble des limites de fonctions qui sont dans $B_\alpha$.
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