Ces exercices tribus L3 entraînent aux gestes de base de la théorie de la mesure. Vous montrerez qu’une famille est une tribu, vous déterminerez des tribus engendrées et vous manipulerez les générateurs de la tribu borélienne. Ensuite, vous utiliserez la continuité monotone d’une mesure, notamment sur une fonction de répartition et avec le lemme de Borel-Cantelli.
La suite porte sur la mesure de Lebesgue : ensembles négligeables, ensemble de Cantor, mesure extérieure d’un segment et invariance par translation. Les derniers exercices traitent des fonctions mesurables et de leur approximation par des fonctions étagées. Deux problèmes concluent la fiche : l’ensemble de Vitali et le lemme de classe monotone.
Cherchez chaque exercice sérieusement avant d’ouvrir le corrigé. En effet, c’est en construisant vous-même les arguments de minimalité que vous les retiendrez.
Avant de commencer, relisez le cours de maths en L3 sur tribus et mesures.
Exercice 1 : Ensembles dénombrables et argument diagonal
- Montrer que l’application \((m,n) \mapsto 2^m 3^n\) est injective de \(\mathbb{N}^2\) dans \(\mathbb{N}\). En déduire par récurrence que \(\mathbb{N}^p\) est dénombrable pour tout \(p \geq\, 1\).
- Montrer que l’application \(A \mapsto \sum_{k \in A} 2^k\) est une bijection de l’ensemble des parties finies de \(\mathbb{N}\) sur \(\mathbb{N}\).
- Montrer que l’ensemble des intervalles \(]a,b[\) avec \(a, b \in \mathbb{Q}\) et \(a < b\) est dénombrable.
- Soit \(s : \mathbb{N} \to \mathcal{P}(\mathbb{N})\) une application. On pose \(D = \{n \in \mathbb{N} : n \notin s(n)\}\). Montrer que \(D\) n’a pas d’antécédent par \(s\). Que peut-on en conclure sur \(\mathcal{P}(\mathbb{N})\) ?
- Sachant que \(\mathbb{R}\) n’est pas dénombrable, montrer que l’ensemble \(\mathbb{R} \setminus \mathbb{Q}\) des irrationnels n’est pas dénombrable.
Exercice 2 : Tribu engendrée sur un ensemble fini
Soit \(E = \{1, 2, 3, 4\}\), \(A = \{1\}\) et \(B = \{1, 2\}\), comme sur la figure ci-dessous.
- Déterminer la tribu \(\sigma(\{A\})\).
- Déterminer une partition de \(E\) en trois parties dont chacune s’écrit à l’aide de \(A\) et \(B\). En déduire la liste complète des éléments de \(\sigma(\{A, B\})\).
- La partie \(\{1, 3\}\) appartient-elle à \(\sigma(\{A, B\})\) ?
- Soit \(E\) fini et \(\{E_1, \ldots, E_p\}\) une partition de \(E\) en parties non vides. Combien d’éléments possède la tribu engendrée par cette partition ?
Exercice 3 : Une algèbre qui n’est pas une tribu
On note \(\mathcal{F}\) la famille des parties \(A \subset \mathbb{N}\) telles que \(A\) est finie ou \(\mathbb{N} \setminus A\) est finie.
- Montrer que \(\mathcal{F}\) est une algèbre.
- Montrer que \(\mathcal{F}\) n’est pas une tribu.
- Déterminer la tribu \(\sigma(\mathcal{F})\).
- Pour \(A \in \mathcal{F}\), on pose \(\mu(A) = 0\) si \(A\) est finie et \(\mu(A) = 1\) sinon. Montrer que \(\mu\) est additive sur \(\mathcal{F}\), c’est-à-dire que \(\mu(A \cup B) = \mu(A) + \mu(B)\) si \(A, B \in \mathcal{F}\) sont disjointes. Montrer ensuite qu’aucune mesure sur \(\sigma(\mathcal{F})\) ne prolonge \(\mu\).
Exercice 4 : Tribu des parties dénombrables ou codénombrables
On note \(\mathcal{T}\) la famille des parties \(A \subset \mathbb{R}\) telles que \(A\) est dénombrable ou \(\mathbb{R} \setminus A\) est dénombrable.
- Montrer que \(\mathcal{T}\) est une tribu sur \(\mathbb{R}\).
- Montrer que \(\mathcal{T}\) est la tribu engendrée par les singletons.
- Montrer que \([0,1] \notin \mathcal{T}\). En déduire que \(\mathcal{T}\) est strictement incluse dans \(\mathcal{B}(\mathbb{R})\).
- Pour \(A \in \mathcal{T}\), on pose \(\mu(A) = 0\) si \(A\) est dénombrable et \(\mu(A) = 1\) sinon. Montrer que \(\mu\) est bien définie et que c’est une mesure de probabilité sur \((\mathbb{R}, \mathcal{T})\).
Exercice 5 : Réunions de tribus
- Soit \(E = \{1, 2, 3\}\), \(\mathcal{A}_1 = \sigma(\{\{1\}\})\) et \(\mathcal{A}_2 = \sigma(\{\{2\}\})\). Montrer que \(\mathcal{A}_1 \cup \mathcal{A}_2\) n’est pas une tribu. Déterminer \(\sigma(\mathcal{A}_1 \cup \mathcal{A}_2)\).
- Sur \(\mathbb{N}\), on pose \(\mathcal{A}_n = \sigma(\{\{0\}, \{1\}, \ldots, \{n\}\})\). Montrer qu’une partie \(B \subset \mathbb{N}\) appartient à \(\mathcal{A}_n\) si et seulement si \(B \cap \{n+1, n+2, \ldots\}\) est vide ou égal à \(\{n+1, n+2, \ldots\}\).
- Montrer que la suite \((\mathcal{A}_n)\) est croissante et que \(\mathcal{U} = \bigcup_n \mathcal{A}_n\) est une algèbre.
- Montrer que \(\mathcal{U}\) n’est pas une tribu. Conclure sur la réunion croissante de tribus.
Exercice 6 : Tribu image réciproque et tribu transportée
Soit \(f : E \to F\) une application.
- Soit \(\mathcal{B}\) une tribu sur \(F\). Montrer que \(f^{-1}(\mathcal{B}) = \{f^{-1}(B), B \in \mathcal{B}\}\) est une tribu sur \(E\).
- Soit \(\mathcal{A}\) une tribu sur \(E\). Montrer que \(\mathcal{T} = \{B \subset F : f^{-1}(B) \in \mathcal{A}\}\) est une tribu sur \(F\).
- Montrer par un exemple que la famille \(\{f(A), A \in \mathcal{A}\}\) n’est pas toujours une tribu sur \(F\).
- Soit \(\mathcal{C} \subset \mathcal{P}(F)\). Montrer que \(\sigma\big(f^{-1}(\mathcal{C})\big) = f^{-1}\big(\sigma(\mathcal{C})\big)\).
Exercice 7 : Générateurs de la tribu borélienne
- Montrer que \(\mathcal{B}(\mathbb{R})\) est engendrée par la famille des demi-droites \([a, +\infty[\), \(a \in \mathbb{R}\).
- Montrer que \(\mathcal{B}(\mathbb{R})\) est engendrée par la famille des parties compactes de \(\mathbb{R}\).
- En utilisant l’exercice 4, montrer que la tribu engendrée par les singletons de \(\mathbb{R}\) est strictement incluse dans \(\mathcal{B}(\mathbb{R})\).
Exercice 8 : Premières propriétés d’une mesure
Soit \((E, \mathcal{A}, \mu)\) un espace mesuré et \(A, B, C \in \mathcal{A}\) de mesures finies.
- Démontrer la formule d’inclusion-exclusion
\[\mu(A \cup B \cup C) = \mu(A) + \mu(B) + \mu(C) – \mu(A \cap B) – \mu(A \cap C) – \mu(B \cap C) + \mu(A \cap B \cap C).\] - On suppose que \(\mu\) est une probabilité, que \(\mu(A) = \mu(B) = \mu(C) = \frac{1}{2}\), que les trois intersections deux à deux sont de mesure \(\frac{1}{4}\) et que \(\mu(A \cap B \cap C) = \frac{1}{8}\). Calculer \(\mu(A \cup B \cup C)\) et \(\mu(A^c \cap B^c \cap C^c)\).
- Soit \((A_n)\) une suite de \(\mathcal{A}\). Montrer que si \(\mu(A_n) = 0\) pour tout \(n\), alors \(\mu\big(\bigcup_n A_n\big) = 0\). Si \(\mu\) est une probabilité et si \(\mu(A_n) = 1\) pour tout \(n\), montrer que \(\mu\big(\bigcap_n A_n\big) = 1\).
- Soit \(\nu : \mathcal{A} \to [0, +\infty]\) telle que \(\nu(\emptyset) = 0\), additive pour les réunions finies disjointes, et continue sur les suites croissantes. Montrer que \(\nu\) est une mesure.
Exercice 9 : Une mesure discrète sur N
Sur \((\mathbb{N}, \mathcal{P}(\mathbb{N}))\), on considère \(\mu = \sum_{n=1}^{+\infty} 2^{-n} \delta_n\).
- Montrer que \(\mu\) est une mesure de probabilité. Déterminer les parties \(A\) telles que \(\mu(A) = 0\).
- Calculer la mesure de l’ensemble \(P\) des entiers pairs, puis celle de l’ensemble \(I\) des entiers impairs.
- Pour \(N \geq\, 1\), calculer \(\mu(\{n \in \mathbb{N} : n \geq\, N\})\). Calculer aussi la mesure de l’ensemble des multiples de \(3\).
- Vérifier la continuité décroissante sur la suite \(A_N = \{n \geq\, N\}\). Que se passe-t-il pour la mesure de comptage ?
- Soit \(\nu = \delta_0 + c\), où \(c\) est la mesure de comptage sur \(\mathbb{N}\). Calculer \(\nu(\{0, 1, 2\})\) et \(\nu(P)\).
Exercice 10 : Mesures sur un ensemble dénombrable et atomes
- Soit \(\mu\) une mesure sur \((\mathbb{N}, \mathcal{P}(\mathbb{N}))\). Montrer que \(\mu = \sum_{n \in \mathbb{N}} \mu(\{n\}) \delta_n\).
- Montrer qu’il n’existe aucune probabilité sur \(\mathcal{P}(\mathbb{N})\) qui donne la même masse à tous les singletons.
- Montrer que la mesure de comptage sur \(\mathbb{N}\) est \(\sigma\)-finie mais pas finie.
- Soit \(\mu\) une mesure finie sur un espace mesurable \((E, \mathcal{A})\) dont les singletons sont mesurables. Un point \(x\) est un atome si \(\mu(\{x\}) > 0\). Montrer que, pour \(k \geq\, 1\), l’ensemble \(S_k = \{x : \mu(\{x\}) > \frac{1}{k}\}\) a moins de \(k \mu(E)\) éléments. En déduire que l’ensemble des atomes est dénombrable.
- Sur \((\mathbb{R}, \mathcal{B}(\mathbb{R}))\), on pose \(\mu = \sum_{n=1}^{+\infty} 2^{-n} \delta_{1/n}\). Calculer \(\mu(]0, \frac{1}{2}])\), \(\mu(\{0\})\) et \(\mu(]0, \varepsilon])\) pour \(\varepsilon > 0\).
Exercice 11 : Continuité monotone et fonction de répartition
Soit \(\mu\) une probabilité sur \((\mathbb{R}, \mathcal{B}(\mathbb{R}))\) et \(F(x) = \mu(]-\infty, x])\).
- Montrer que \(F\) est croissante, qu’elle tend vers \(0\) en \(-\infty\) et vers \(1\) en \(+\infty\).
- Montrer que \(F\) est continue à droite, que sa limite à gauche en \(x\) vaut \(F(x^-) = \mu(]-\infty, x[)\), et que \(\mu(\{x\}) = F(x) – F(x^-)\).
- En déduire que \(F\) est continue en \(x\) si et seulement si \(\mu(\{x\}) = 0\).
- On pose désormais \(\mu(B) = \frac{1}{2} \delta_0(B) + \frac{1}{2} \lambda(B \cap [0,1])\) pour \(B \in \mathcal{B}(\mathbb{R})\). Montrer que \(\mu\) est une probabilité.
- Calculer \(F\) et tracer son graphe.
- Calculer \(\mu(\{0\})\), \(\mu(]0, \frac{1}{2}])\), \(\mu([0, \frac{1}{2}])\) et \(\mu(\mathbb{Q})\).
Exercice 12 : Lemme de Borel-Cantelli
Soit \((E, \mathcal{A}, \mu)\) un espace mesuré et \((A_n)\) une suite de \(\mathcal{A}\). On pose \(\limsup A_n = \bigcap_{N \geq\, 0} \bigcup_{n \geq\, N} A_n\).
- Montrer que \(x \in \limsup A_n\) si et seulement si \(x\) appartient à une infinité de \(A_n\).
- On suppose que \(\sum \mu(A_n) < +\infty\). Montrer que \(\mu(\limsup A_n) = 0\). Traduire ce résultat par une phrase contenant « presque partout ».
- Pour \(q \geq\, 1\), on pose \(A_q = \bigcup_{p=0}^{q} \big]\frac{p}{q} – \frac{1}{q^3}, \frac{p}{q} + \frac{1}{q^3}\big[\). Montrer que \(\lambda(A_q) \leq\, \frac{4}{q^2}\). En déduire que, pour presque tout \(x \in [0,1]\), il n’existe qu’un nombre fini d’entiers \(q \geq\, 1\) tels que \(\big|x – \frac{p}{q}\big| < \frac{1}{q^3}\) pour un certain \(p \in \{0, \ldots, q\}\).
- Montrer par un exemple que l’on peut avoir \(\sum \lambda(A_n) = +\infty\) et \(\lambda(\limsup A_n) = 0\).
Exercice 13 : Ensembles négligeables pour la mesure de Lebesgue
- Montrer que l’ensemble des nombres dyadiques \(\{k 2^{-n}, k \in \mathbb{Z}, n \in \mathbb{N}\}\) est négligeable.
- Montrer qu’une partie négligeable de \(\mathbb{R}\) est d’intérieur vide. En déduire que le complémentaire d’un ensemble négligeable est dense.
- Montrer que \(\lambda([0,1] \setminus \mathbb{Q}) = 1\). Retrouver ainsi que \([0,1] \setminus \mathbb{Q}\) n’est pas dénombrable.
- Montrer que \(\mathbb{Z}\) est négligeable et que \(\lambda(\mathbb{R} \setminus \mathbb{Z}) = +\infty\).
- Soit \(\varepsilon \in ]0,1[\). Construire un ouvert \(U\) dense dans \([0,1]\) tel que \(\lambda(U) \leq\, \varepsilon\).
Exercice 14 : L’ensemble triadique de Cantor
On pose \(K_0 = [0,1]\). On obtient \(K_{n+1}\) en retirant de chaque segment de \(K_n\) son tiers central ouvert. Ainsi, \(K_1 = [0, \frac{1}{3}] \cup [\frac{2}{3}, 1]\). On note \(K = \bigcap_n K_n\). La figure ci-dessous montre les premières étapes.
- Montrer que \(K_n\) est la réunion de \(2^n\) segments disjoints de longueur \(3^{-n}\). Calculer \(\lambda(K_n)\).
- Montrer que \(K\) est un compact, qu’il est borélien et que \(\lambda(K) = 0\).
- Calculer la somme des longueurs des intervalles retirés au cours de la construction.
- Montrer que les segments de \(K_n\) sont les \([a, a + 3^{-n}]\) avec \(a = \sum_{k=1}^{n} \varepsilon_k 3^{-k}\) et \(\varepsilon_k \in \{0, 2\}\). En déduire que, pour toute suite \((\varepsilon_k)_{k \geq\, 1}\) à valeurs dans \(\{0, 2\}\), le réel \(\sum_{k \geq\, 1} \varepsilon_k 3^{-k}\) appartient à \(K\).
- Montrer que l’application \((\varepsilon_k) \mapsto \sum_{k \geq\, 1} \varepsilon_k 3^{-k}\) est injective. En déduire que \(K\) est négligeable mais non dénombrable.
Exercice 15 : Mesure extérieure de Lebesgue d’un segment
On rappelle que \(\lambda^*(A)\) est la borne inférieure des sommes \(\sum_n (b_n – a_n)\) sur les suites d’intervalles ouverts \(]a_n, b_n[\) qui recouvrent \(A\). Soit \(a \leq\, b\). On veut prouver que \(\lambda^*([a,b]) = b – a\). La figure ci-dessous montre un recouvrement fini d’un segment par des intervalles ouverts.
- Montrer que \(\lambda^*([a,b]) \leq\, b – a\).
- Montrer par récurrence sur \(p \geq\, 1\) : si \([a,b] \subset \bigcup_{k=1}^{p} ]a_k, b_k[\), alors \(\sum_{k=1}^{p} (b_k – a_k) > b – a\).
- À l’aide du théorème de Borel-Lebesgue, en déduire que \(\lambda^*([a,b]) = b – a\).
- En déduire \(\lambda^*(]a,b[) = b – a\), \(\lambda^*(\mathbb{R}) = +\infty\) et \(\lambda^*([0,1] \setminus \mathbb{Q}) = 1\).
Exercice 16 : Mesures extérieures et parties mesurables
- Soit \(E\) un ensemble ayant au moins deux éléments. On pose \(\mu^*(\emptyset) = 0\) et \(\mu^*(A) = 1\) si \(A \neq \emptyset\). Montrer que \(\mu^*\) est une mesure extérieure.
- Déterminer les parties \(\mu^*\)-mesurables.
- Sur \(\mathbb{R}\), on pose \(\nu^*(A) = 0\) si \(A\) est dénombrable et \(\nu^*(A) = 1\) sinon. Montrer que \(\nu^*\) est une mesure extérieure.
- Montrer que les parties \(\nu^*\)-mesurables sont exactement les parties dénombrables ou de complémentaire dénombrable. Quelle mesure le théorème de Carathéodory fournit-il ?
Exercice 17 : Invariance de la mesure de Lebesgue
On utilise le théorème d’unicité des mesures du cours.
- Soit \(x \in \mathbb{R}\). Montrer que \(x + A\) est borélien pour tout \(A \in \mathcal{B}(\mathbb{R})\), puis que \(\nu(A) = \lambda(x + A)\) définit une mesure égale à \(\lambda\).
- Soit \(c \neq 0\). Montrer de même que \(\lambda(cA) = |c| \, \lambda(A)\) pour tout borélien \(A\).
- Soit \(\mu\) une mesure sur \(\mathcal{B}(\mathbb{R})\) invariante par translation, telle que \(\mu(]0,1]) = \alpha < +\infty\). Montrer que \(\mu(]0, \frac{1}{q}]) = \frac{\alpha}{q}\) pour tout \(q \geq\, 1\), puis que \(\mu(]0,t]) = \alpha t\) pour tout \(t > 0\). En déduire que \(\mu = \alpha \lambda\).
Exercice 18 : Fonctions mesurables usuelles
- Soit \((E, \mathcal{A})\) un espace mesurable et \(A \subset E\). Montrer que \(\mathbf{1}_A\) est mesurable si et seulement si \(A \in \mathcal{A}\).
- Montrer que toute fonction croissante \(f : \mathbb{R} \to \mathbb{R}\) est borélienne.
- Justifier que les fonctions \(\mathbf{1}_{\mathbb{Q}}\), \(x \mapsto \lfloor x \rfloor\) et \(h : x \mapsto x^2 \mathbf{1}_{[0,1]}(x) + e^x \mathbf{1}_{]1, +\infty[}(x)\) sont boréliennes.
- On munit \(E = \{1, 2, 3, 4\}\) de la tribu \(\mathcal{A} = \sigma(\{\{1\}, \{1, 2\}\})\) de l’exercice 2. Caractériser les fonctions \(f : E \to \mathbb{R}\) mesurables. La fonction \(f(k) = k\) est-elle mesurable ?
Exercice 19 : Suites de fonctions mesurables
Soit \((E, \mathcal{A})\) un espace mesurable et \((f_n)\) une suite de fonctions mesurables de \(E\) dans \(\mathbb{R}\). On admet qu’une fonction \(g : E \to \overline{\mathbb{R}}\) est mesurable dès que \(\{g \leq\, a\} \in \mathcal{A}\) pour tout \(a \in \mathbb{R}\).
- Montrer que \(\sup_n f_n\), \(\inf_n f_n\) et \(\limsup f_n\) sont mesurables.
- Montrer que l’ensemble \(C\) des \(x \in E\) tels que la suite \((f_n(x))\) converge dans \(\mathbb{R}\) appartient à \(\mathcal{A}\).
- On pose \(f(x) = \lim f_n(x)\) si \(x \in C\) et \(f(x) = 0\) sinon. Montrer que \(f\) est mesurable.
- Soit \(g : \mathbb{R} \to \mathbb{R}\) dérivable. Montrer que \(g^{\prime}\) est borélienne.
Exercice 20 : Égalité presque partout
- Soit \(f, g : \mathbb{R} \to \mathbb{R}\) continues et égales \(\lambda\)-presque partout. Montrer que \(f = g\).
- Pour \(x \in [0,1]\), on pose \(f_n(x) = x^n\). Montrer que \((f_n)\) converge \(\lambda\)-presque partout vers \(0\), mais pas partout.
- Montrer que \(\mathbf{1}_{\mathbb{Q}}\) est égale presque partout à une fonction continue, mais que \(\mathbf{1}_{[0, +\infty[}\) ne l’est pas.
- On munit \(\mathbb{R}\) de la mesure de Dirac \(\delta_0\). À quelle condition deux fonctions boréliennes \(f\) et \(g\) sont-elles égales \(\delta_0\)-presque partout ?
Exercice 21 : Approximation par des fonctions étagées
On munit \([0,1]\) de sa tribu borélienne et on pose \(f(x) = x^2\). Pour \(n \geq\, 1\), on note \(\varphi_n = \min\big(n, 2^{-n} \lfloor 2^n f \rfloor\big)\) l’approximation du cours.
- Écrire \(\varphi_1\) et \(\varphi_2\) sous forme canonique, en précisant les ensembles sur lesquels elles sont constantes.
- Montrer que \(0 \leq\, f – \varphi_n < 2^{-n}\) sur \([0,1]\) pour tout \(n \geq\, 1\).
- Pour une fonction étagée positive \(\varphi = \sum \alpha_i \mathbf{1}_{A_i}\) écrite sous forme canonique, on pose \(I(\varphi) = \sum \alpha_i \lambda(A_i)\). Calculer \(I(\varphi_2)\) et comparer à \(\frac{1}{3}\).
- Montrer que \(g = \mathbf{1}_{[0,1] \setminus \mathbb{Q}}\) est une fonction étagée et calculer \(I(g)\). Pourquoi \(g\) n’est-elle pas une fonction en escalier ?
Exercice 22 : Problème : un ensemble non mesurable
Sur \([0,1]\), on note \(x \sim y\) lorsque \(x – y \in \mathbb{Q}\). On admet l’axiome du choix.
- Montrer que \(\sim\) est une relation d’équivalence sur \([0,1]\).
- On choisit une partie \(V \subset [0,1]\) qui contient exactement un élément de chaque classe d’équivalence. Soit \((r_n)_{n \in \mathbb{N}}\) une énumération de \(\mathbb{Q} \cap [-1, 1]\) et \(V_n = r_n + V\). Montrer que les \(V_n\) sont deux à deux disjoints.
- Montrer que \([0,1] \subset \bigcup_n V_n \subset [-1, 2]\).
- On suppose que \(V\) est borélien. En utilisant l’invariance par translation de \(\lambda\), obtenir une contradiction.
- En déduire que \(\mathcal{B}(\mathbb{R}) \neq \mathcal{P}(\mathbb{R})\), puis qu’aucune mesure \(\mu\) sur \(\mathcal{P}(\mathbb{R})\) invariante par translation ne vérifie \(0 < \mu([0,1]) < +\infty\).
Exercice 23 : Problème : lemme de classe monotone et unicité des mesures
Une famille \(\mathcal{M} \subset \mathcal{P}(E)\) est une classe monotone si \(E \in \mathcal{M}\), si \(B \setminus A \in \mathcal{M}\) dès que \(A, B \in \mathcal{M}\) et \(A \subset B\), et si \(\mathcal{M}\) est stable par réunion croissante dénombrable.
- Montrer qu’une tribu est une classe monotone et qu’une intersection de classes monotones est une classe monotone. On note \(m(\mathcal{C})\) la plus petite classe monotone contenant \(\mathcal{C} \subset \mathcal{P}(E)\).
- Montrer qu’une classe monotone stable par intersection finie est une tribu.
- On suppose \(\mathcal{C}\) stable par intersection finie. Pour \(A \in \mathcal{C}\), on pose \(\mathcal{M}_1 = \{B \in m(\mathcal{C}) : A \cap B \in m(\mathcal{C})\}\). Montrer que \(\mathcal{M}_1 = m(\mathcal{C})\).
- Pour \(B \in m(\mathcal{C})\), on pose \(\mathcal{M}_2 = \{A \in m(\mathcal{C}) : A \cap B \in m(\mathcal{C})\}\). Montrer que \(\mathcal{M}_2 = m(\mathcal{C})\). En déduire que \(m(\mathcal{C}) = \sigma(\mathcal{C})\).
- Soit \(\mu\) et \(\nu\) deux mesures finies sur \(\sigma(\mathcal{C})\), égales sur \(\mathcal{C}\) et telles que \(\mu(E) = \nu(E)\). Montrer que \(\mu = \nu\).
- Sur \(E = \{1, 2, 3, 4\}\), on prend \(\mathcal{C} = \{\{1, 2\}, \{1, 3\}\}\), \(\mu = \frac{1}{2}(\delta_1 + \delta_4)\) et \(\nu = \frac{1}{2}(\delta_2 + \delta_3)\). Montrer que \(\mu\) et \(\nu\) coïncident sur \(\mathcal{C}\) et sur \(E\), mais pas sur \(\sigma(\mathcal{C})\). Quelle hypothèse manque ?
Le corrigé des exercices
Chaque exercice est corrigé en détail, question par question, sur la page suivante.
Pour aller plus loin en L3
- Le cours : tribus et mesures, cours de maths en L3
- À maîtriser avant : Espaces métriques : ouverts, fermés, continuité
- Chapitre précédent : Complétude, espaces de Banach et point fixe
- Chapitre suivant : Intégrale de Lebesgue et théorèmes de convergence
- Tester vos connaissances : QCM de maths en L3 par chapitre
- Le sommaire : tous les chapitres de maths de L3 et la licence de maths de L1 à L3




![Segment [a,b] recouvert par cinq intervalles ouverts qui se chevauchent et débordent aux deux extrémités](https://mathovore.fr/wp-content/uploads/sup-maths/l3/tribus-mesures-ex15-recouvrement.png)



















