Bourbaki

Appendice 2

Lemme 1

Soient X, B deux espaces localement compacts, π une application de X dans B, ν une mesure positive sur B. Soit b→λbb \to \lambda_b (b∈Bb \in B) une famille ν-adéquate de mesures positives sur X telle que, pour tout b∈Bb \in B, la mesure λb\lambda_b soit concentrée sur π−1(b)\pi^{-1}(b). Posons μ=∫λbdν(b)\mu = \int \lambda_b d\nu(b), et supposons que l’application π soit μ-mesurable.

a) Si N ⊂ B est localement ν-négligeable, π−1(N)\pi^{-1}(N) est localement μ-négligeable.

b) Si f est une fonction ν-mesurable sur B (à valeurs dans un espace topologique), f∘πf \circ \pi est μ-mesurable sur X.

Soit K une partie compacte de X. Il s’agit de prouver que π−1(N)∩K\pi^{-1}(N) \cap K est μ-négligeable et que la restriction de f∘πf \circ \pi à K est μ-mesurable. Or K est réunion d’un ensemble μ-négligeable et d’une suite de parties compactes KnK_n telles que π∣Kn\pi|K_n soit continue. Il suffit de montrer que π−1(N)∩Kn\pi^{-1}(N) \cap K_n est μ-négligeable et que la restriction de f∘πf \circ \pi à KnK_n est μ-mesurable. On supposera donc désormais que π∣K\pi|K est continue. Alors π(K)=K′\pi(K) = K' est compact. Comme π−1(N)∩K=π−1(N∩K′)∩K\pi^{-1}(N) \cap K = \pi^{-1}(N \cap K') \cap K, et que N∩K′N \cap K' est ν-négligeable, on supposera désormais que N est ν-négligeable. Alors N est contenu dans un ensemble ν-négligeable N′N', intersection dénombrable d’ensembles ouverts (chap. IV, § 4, no 6, cor. 2 du th. 4). Comme π est μ-mesurable, π−1(N′)\pi^{-1}(N') est μ\mu-mesurable (chap. IV, § 5, n° 5, prop. 8), donc π−1(N′)∩K\pi^{-1}(N') \cap K est μ\mu-intégrable, et l’on a (chap. V, § 3, n° 4, th. 1)

μ(π−1(N′)∩K)=∫Bλb(π−1(N′)∩K)dν(b). \mu(\pi^{-1}(N') \cap K) = \int_B \lambda_b(\pi^{-1}(N') \cap K) d\nu(b).

Or, si b∉N′b \notin N', π−1(N′)∩K\pi^{-1}(N') \cap K est λb\lambda_b-négligeable puisque λb\lambda_b est concentrée sur π−1(b)\pi^{-1}(b) par hypothèse. Donc μ(π−1(N′)∩K)=0\mu(\pi^{-1}(N') \cap K) = 0. A fortiori, π−1(N)∩K\pi^{-1}(N) \cap K est μ\mu-négligeable et l’on a bien prouvé a). D’autre part, il existe une partition de K′K' formée d’un ensemble ν\nu-négligeable MM et d’une suite (Kn′)(K'_n) d’ensembles compacts tels que f∣Kn′f|_{K'_n} soit continue. Alors la restriction de f∘πf \circ \pi à chaque ensemble π−1(K)∩Kn′\pi^{-1}(K) \cap K'_n est continue, et π−1(M)∩K\pi^{-1}(M) \cap K est μ\mu-négligeable d’après a), donc la restriction de f∘πf \circ \pi à KK est bien μ\mu-mesurable.

Transcribed from the printed volume. Not translated.