12. Produit d’espaces mesurés - théorèmes de Fubini
- Par Laurent Schwartz
Pages 379 à 415
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Notes
- (*)(5.12.4) est exprime aussi que le produit tensoriel \({{\mathcal{T}}_{1}}\otimes {{\mathcal{T}}_{2}}\) des tribus \({{\mathcal{T}}_{1}}\) et \({{\mathcal{T}}_{2}}\) est la plus petite tribu rendant les projections pr 1 et pr 2, respectivement \(\left( {{\mathcal{T}}_{1}}\otimes {{\mathcal{T}}_{2}},{{\mathcal{T}}_{1}} \right)\)-mesurable et \(\left( {{\mathcal{T}}_{1}}\otimes {{\mathcal{T}}_{2}},{{\mathcal{T}}_{2}} \right)\)-mesurable. Il faut noter l’analogie avec la définition de la topologie produit.
- (*)La notation dμ(x) dv(y) est évidemment incorrecte, puisque les variables x et y sont muettes ! par contre, dans la formule (1), c’est une notation correcte, x et y figurent deux fois, et peuvent être remplacées d’autres symboles arbitraires. De même si λ = μ ⊗ v, il est correct d’écrire\[d\lambda (x,y)\,=\,d\mu (x)\,\otimes \,d\nu (y)\quad \text{ ou }\quad d\mu (x)\,d\nu (y).\]
- (*)Pour des mesures à valeurs dans des espaces vectoriels de dimension finie, on a des résultats analogues, mais non pour des mesures dans des espaces vectoriels normés de dimension infinie.
- (*)Indépendamment de la recherche du produit tensoriel, nous démontrons plus : deux mesures λ 1 et λ 2, sur X = Y, qui prennent la même valeur pour toute fonction φ de \({{\mathcal{C}}_{c}}(X\times Y)\) de la forme \(u\otimes v,u\in {{\mathcal{C}}_{c}}(X),v\in {{\mathcal{C}}_{c}}(Y)\), prennent la même valeur pour toute fonction φ de \({{\mathcal{C}}_{c}}(X\times Y)\), donc sont égales.
- (*)Contrairement à ce qui a lieu dans les théorèmes de Fubini, on part de mesurabilités par rapport à \({{\mathcal{T}}_{1}}\) et à \({{\mathcal{T}}_{1}}\) pour en déduire une mesurabilité par rapport à\({{\mathcal{T}}_{1}}\otimes {{\mathcal{T}}_{2}}\).
- (*)En dehors du cas particulier étudié, ce résultat ne subsiste pas en général. Il est, par exemple, évidemment faux pour B ≡ 0. De même, si f ≡ 0, f g ≡ 0, donc μ 1 ⊗ μ 2-intégrable sans que on puisse en déduire que g est μ 2-intégrable.
- (*)Notation incorrecte, voir note (*) qui précède les notations (5.4.13). Tous les espaces facteurs sont les mêmes, c’est donc toujours la même mesure ! On aurait le droit de dire : 1(x 1) dx 1, 1(x 2) dx 2, …, 1(x n) dxn , ce qui est en effet toujours la même mesure !
(Ω1, T1, \left( {{\Omega }_{2}},{{\mathcal{T}}_{2}} \right) étant deux espaces mesurables, on définit alors l’espace mesurable \left( {{\Omega }_{1}}\,\times \,{{\Omega }_{2}},\,{{\mathcal{T}}_{1}}\otimes {{\mathcal{T}}_{2}} \right) puis si μ
1 et μ
2 sont des mesures σ-finies sur \left( {{\Omega }_{1}},{{\mathcal{T}}_{1}} \right) et \left( {{\Omega }_{2}},{{\mathcal{T}}_{2}} \right) respectivement, on définit la mesure σ-finie μ
1 ⊗ μ
2 sur \left( {{\Omega }_{1}}\,\times \,{{\Omega }_{2}},\,{{\mathcal{T}}_{1}}\,\otimes \,{{\mathcal{T}}_{2}} \right). On montre que si μ
1 et μ
2 sont des mesures de Radon positives sur les espaces localement compacts X
1 et X
2 respectivement, on peut définir le produit μ
1 ⊗ μ
2 comme mesure de Radon sur X
1 × X
2 sans aucune hypothèse de σ-finitude. On donne alors les théorèmes de Fubini pour les fonctions mesurables positives puis pour les fonctions à valeurs vectorielles intégrables. On établit ensuite l’isomorphisme L
p(Ω1 × Ω2, μ
1 ⊗ μ
2; F) ≡ L
p(Ω1, μ
1 ; L
p((Ω2, μ
2; F)). On définit la mesure de Lebesgue de R
n
et on établit son invariance par les translations et les isométries. On achève ce § par l’important théorème de densité de Lebesgue.
Définition 5.12.1. - Soient
\left( {{\Omega }_{1}},{{\mathcal{T}}_{1}} \right), \left( {{\Omega }_{2}},{{\mathcal{T}}_{2}} \right), deux espaces mesurables. On appelle
rectangle mesurable du produit Ω = Ω1 × Ω2, toute partie de Ω de la forme A
1 × A
2
où
A
1
et
A
2
sont des éléments respectivemen…
Date de mise en ligne : 24/10/2024
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