1. EXERCICES 5
i.Montrer qu’une tribu infinie En’est pas d´enombrable et que donc la question (e) ne
concerne que les tribus finies. (Indication : Raisonner par l’absurde et montrer que E
serait en bijection avec l’ensemble des parties de la partition qui l’engendre.)
7. Tribus et topologies. On rappelle qu’une topologie sur un ensemble Eest une
partie de P(E) qui contient ∅et Eet qui est stable par intersection finie et par union
quelconque. Les ´el´ements d’une topologie sont les (ensembles) ouverts.
a.Comparer les axiomes d´efinissant respectivement une tribu et une topologie.
b.Donner un exemple de topologie qui ne soit pas une tribu.
Soit Sune partie quelconque de P(E). La topologie engendr´ee par Sest la plus
petite topologie contenant S. C’est donc l’ensemble des parties de Equi s’obtiennent
par intersections finies et unions quelconques d’´el´ements de S.
c.Comparer la tribu et la topologie engendr´ees par une partition d´enombrable de E.
8. Exemples de fonctions mesurables. Soit Eun ensemble.
a.Soient Eune tribu de Eet Aune partie de E. Montrer que la fonction indicatrice 1A
est E-mesurable si et seulement si A∈E.
b.Soient Aune partition au plus d´enombrable de E,Ela tribu engendr´ee par Aet
fune fonction r´eelle sur E. Montrer que fest E-mesurable si et seulement si elle est
constante sur chaque partie A∈A.
c.Soient Eune tribu de E, (fn)n∈Nune suite de fonctions mesurables r´eelles sur Eet
Al’ensemble des ´el´ements xde Etels que la suite (fn(x))n∈Nsoit de Cauchy. Montrer
que A∈E.
d.L’inverse d’une bijection mesurable est-elle toujours mesurable ?
e.Montrer que la fonction f:R→Rtelle que f(x)=1/x si x6= 0 et f(0) = 0 est
bor´elienne.
9. Tribu image r´eciproque. Soient Eet Fdeux ensembles et f:E→Fune
application. Soit F0une tribu donn´ee de F.
a.V´erifier que f: (E, P(E)) →(F, F0) est mesurable.
L’image r´eciproque de la tribu F0par fest la classe de parties de Enot´ee f−1(F0)
et d´efinie par f−1(F0) = {f−1(B), B ∈F0}; on la note aussi f−1(F0) = σ(f).
b.V´erifier que l’image r´eciproque de F0par fest une tribu.
c.Montrer que si Eest une tribu rendant f: (E, E)→(F, F0) mesurable alors f−1(F0)⊂
E(autrement dit f−1(F0) est la plus grossi`ere des telles tribus E).
d.D´eterminer la tribu f−1(F0) dans le cas o`u (F, F0) = (R,B(R)) et o`u fest ´etag´ee.
e.D´eterminer une classe de parties de Equi engendre f−1(F0) dans le cas o`u E=F=R,
o`u F0=B(R) et o`u fest la fonction sinus.
10. Tribu image directe. Soient Eet Fdeux ensembles et f:E→Fune
application. Soit E0une tribu donn´ee de E.
a.Montrer que f: (E, E0)→(F, {∅, F }) est mesurable.
L’image directe de E0par fest la classe de parties de Fnot´ee f(E0) et d´efinie par
f(E0) = {B⊂F, f−1(B)∈E0}.
b.V´erifier que l’image directe de E0par fest une tribu, et qu’en revanche {f(A), A ∈E0}
n’en est pas une en g´en´eral.