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.
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 $\mathcal{C}:= \{]-\infty, a] : a \in \mathbb{R} \}$
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.

Réponses

  • raoul.S
    Modifié (December 2022)
    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 $\bigcup_n B_n\in \mathcal{T}$.
  • Barjovrille
    Modifié (December 2022)
    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
  • Merci pour vos réponses
    Pour la 2) j'ai commencé à écrire
    Soit $C \in \mathcal{C}$, 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 ?
  • gerard0
    Modifié (January 2023)
    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.
  • iotala
    Modifié (January 2023)
    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 ?




  • Pour la 3) j'ai écrit
    D'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 $\sigma(f)\subset \sigma(f^{-1}(\mathcal{C}))$.

  • La 2) et la 3) sont ok.




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