Tribu et applications mesurables
Bonjour
J'ai quelques soucis avec la théorie de la mesure et en particulier avec l'exercice suivant où je suis bloqué dès la première question.
J'ai quelques soucis avec la théorie de la mesure et en particulier avec l'exercice suivant où je suis bloqué dès la première question.
Soient $f:(\Omega_1, \mathcal{F}_1) \to (\Omega_2, \mathcal{F}_2)$ une application. On suppose $\mathcal{F}_2=\sigma(\mathcal{C})$ pour une certaine famille $\mathcal{C} \subset P(\Omega_2)$. De plus, et pour tout $C \in \mathcal{C}$ on a $f^{-1}(C) \in \mathcal{F}_1$.
1) Montrer que la famille $\mathcal{T} := \{B \subset \Omega_2 : f^{-1}(B) \in \sigma(f^{-1} (\mathcal{C})) \} $ est une tribu sur $\Omega_2$
2) Montrer que $\mathcal{F}_2 \subset \mathcal{T}$
3) Montrer $\sigma(f) \subset \sigma(f^{-1}(\mathcal{C}))$
4) En déduire que f est mesurable entre les espaces $(\Omega_1, \mathcal{F}_1) $ et $ (\Omega_2, \mathcal{F}_2)$.
5) Montrer qu'une fonction $f: \mathbb{R} \to \mathbb{R}$ croissante est borélienne. On pourra considérer la famille $\mathcal{C}:= \{]-\infty, a] : a \in \mathbb{R} \}$
1) Montrer que la famille $\mathcal{T} := \{B \subset \Omega_2 : f^{-1}(B) \in \sigma(f^{-1} (\mathcal{C})) \} $ est une tribu sur $\Omega_2$
2) Montrer que $\mathcal{F}_2 \subset \mathcal{T}$
3) Montrer $\sigma(f) \subset \sigma(f^{-1}(\mathcal{C}))$
4) En déduire que f est mesurable entre les espaces $(\Omega_1, \mathcal{F}_1) $ et $ (\Omega_2, \mathcal{F}_2)$.
5) Montrer qu'une fonction $f: \mathbb{R} \to \mathbb{R}$ croissante est borélienne. On pourra considérer la famille $\mathcal{C}:= \{]-\infty, a] : a \in \mathbb{R} \}$
Ce que j'ai tenté.
1) Si j'ai à peu près compris, je dois montrer que $\Omega_2 \in \mathcal{T}$, qu'il est stable par l'union et le complémentaire, mais là j'avoue ne pas savoir par quel bout prendre $\mathcal{T}$
Pour les autres questions c'est la panne sèche complète...
Merci pour votre aide.
1) Si j'ai à peu près compris, je dois montrer que $\Omega_2 \in \mathcal{T}$, qu'il est stable par l'union et le complémentaire, mais là j'avoue ne pas savoir par quel bout prendre $\mathcal{T}$
Pour les autres questions c'est la panne sèche complète...
Merci pour votre aide.
Réponses
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Il faut montrer que :
a) $\Omega_2 \in \mathcal{T}$. C'est-à-dire que $f^{-1}(\Omega_2)\in \sigma(f^{-1} (\mathcal{C}))$ ce qui devrait être immédiat car $\sigma(f^{-1} (\mathcal{C}))$ est une tribu...
b) Si $B\in \mathcal{T}$ alors $\Omega_2\setminus B\in \mathcal{T}$. Ici il faut juste utiliser le fait que l'image réciproque du complémentaire est égale au complémentaire de l'image réciproque.
c) Si $(B_n)_{\N}$ est une famille dénombrable d'éléments de $\mathcal{T}$ alors $\bigcup_n B_n\in \mathcal{T}$. -
Bonjour,Pour la question 2) quand $\mathcal{F}_2$ est de cette forme le réflexe à avoir : montrer que $ \mathcal{C} \subset\mathcal{T}$.Pour la question 3) c'est la même technique que pour la question 2), si tu déplies correctement les définitions c'est direct.edit : pour la 2) j'avais mis une appartenance mais c'est une inclusion
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Merci pour vos réponsesPour la 2) j'ai commencé à écrireSoit $C \in \mathcal{C}$, il vient alors $f^{-1}(C) \subset f^{-1}(\mathcal{C}) \in \sigma(f^{-1}(\mathcal{C}))$Mais un gros doute m'envahit sur la validité de ma phrase, qu'en pensez-vous ?
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Oui, il y a vraiment des problèmes de manipulation de $\subset$ et $\in$. Comprends-tu ce que tu écris, ce que sont $f^{-1}(C)$ et $ f^{-1}(\mathcal{C})$ ? Pourrais-tu donner leur signification en simple français ?Cordialement.
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J'avoue une petite confusion s'est installée sur les manipulations de $\subset$ et $\in$. Je voulais écrire $f^{-1}(C) \in f^{-1}(C) \in \sigma( f^{-1}(C))$ mais un doute affreux m'a envahi sur la transitivité de $\in$.
$A\subset B$ signifie que tous les éléments de $A$ appartiennent à $B$$A\in B$ signifie que $A$ est un élément de $B$.Pour montrer $\mathcal{F}_2 \in \mathcal{T}$ je dois montrer que chaque élément de $\mathcal{F}_2$ appartient à $\mathcal{T}$.Je voulais montrer que si je prends un $C\in \mathcal{C}$ alors $f^{-1}(C) \in \sigma(f^{-1}(\mathcal{C}))$ afin de conclure. mais je suis effectivement bloqué par un souci rédactionnel. -
iotala : tu dois montrer que $\mathcal{F}_2\subset\mathcal{T}$, en te servant de l'hypothèse cruciale que $f^{-1}(P)\in\mathcal{C}$ toutes les fois que $P\in\mathcal{C}$, de la définition tout aussi cruciale de la tribu $\mathcal{F}_2$ engendrée par $\mathcal{C}$, et du 1) en n'oubliant pas comment est définie la tribu $\mathcal{T}$. C'est un exercice facile.
Le chat ouvrit les yeux, le soleil y entra. Le chat ferma les yeux, le soleil y resta. Voilà pourquoi le soir, quand le chat se réveille, j'aperçois dans le noir deux morceaux de soleil. (Maurice Carême). -
@iotala : es-tu certain du 3) ?
Le chat ouvrit les yeux, le soleil y entra. Le chat ferma les yeux, le soleil y resta. Voilà pourquoi le soir, quand le chat se réveille, j'aperçois dans le noir deux morceaux de soleil. (Maurice Carême). -
Je vais tenter quelque chose :Soit $C \in \mathcal{C}$, il vient alors $f^{-1}(C) \in f^{-1}(\mathcal{C})$ et par définition de $\sigma$, $f^{-1}(C) \in \sigma( f^{-1}(\mathcal{C}))$.Il vient alors $C\in \mathcal{T}$.Ainsi pour tout $C \in \mathcal{C} $ on a $C\in \mathcal{T}$, soit $\mathcal{C} \subset \mathcal{T}$.Puisque $\mathcal{T}$ est une tribu, si $\mathcal{C} \subset \mathcal{T}$ alors $\sigma(\mathcal{C}) \subset \mathcal{T}$.On en déduit $\mathcal{F}_2 \subset \mathcal{T}$
Est ce correct ?
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Pour la 3) j'ai écritD'après la question précédente, $\mathcal{F}_2 \subset \mathcal{T}$, donc pour tout $B \in \mathcal{F}_2$ on a $ B \in \mathcal{T}$, soit $f^{-1}(B) \in \sigma(f^{-1}(\mathcal{C}))$.
On en conclut que
$\{f^{-1}(B) : B \in \mathcal{F}_2\} \subset \sigma(f^{-1}(\mathcal{C}))$ soit $\sigma(f)\subset \sigma(f^{-1}(\mathcal{C}))$.
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La 2) et la 3) sont ok.
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