
Théorème de Fubini
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Revision 5580
9/22/2026, 8:28:39 AM · Ancient Tree
Added exercise "Premiers pas avec le théorème de Fubini"
linked exercisesNonePremiers pas avec le théorème de Fubini
Revision 5579
9/22/2026, 8:26:49 AM · Ancient Tree
Concept created
##### Intuition
Le théorème de Fubini permet d'intégrer une fonction de plusieurs variables en procédant une variable après l'autre.
Sous de bonnes hypothèses, il garantit surtout que l'ordre d'intégration n'a pas d'importance :
$$
\int_X\left(\int_Y f(x,y)\,dy\right)dx
=
\int_Y\left(\int_X f(x,y)\,dx\right)dy.
$$
Autrement dit, on peut calculer une intégrale double en intégrant successivement dans l'ordre qui nous arrange le plus.
##### Enoncé
Soient $(X,\mathcal{A},\mu)$ et $(Y,\mathcal{B},\nu)$ deux [[espace-mesure|espaces mesurés]] $\sigma$-finis, et
$$
f:X\times Y\longrightarrow\mathbb{R}
$$
une [[fonction mesurable|fonction mesurable]] par rapport à la [[tribu produit|tribu produit]] $\mathcal{A}\otimes\mathcal{B}$.
Si $f$ est [[Fonction Lebesgue-intégrable|intégrable]] par rapport à la [[mesure produit|mesure produit]] $\mu\otimes\nu$, c'est-à-dire si
$$
\int_{X\times Y} |f(x,y)|\,d(\mu\otimes\nu)(x,y)<+\infty,
$$
alors :
1. pour $\mu$-presque tout $x\in X$, la fonction $y\mapsto f(x,y)$ est $\nu$-intégrable ;
2. pour $\nu$-presque tout $y\in Y$, la fonction $x\mapsto f(x,y)$ est $\mu$-intégrable ;
3. les fonctions
$$
x\mapsto \int_Y f(x,y)\,d\nu(y)
\qquad\text{et}\qquad
y\mapsto \int_X f(x,y)\,d\mu(x)
$$
sont respectivement $\mu$-intégrable et $\nu$-intégrable ;
4. on a
$$
\int_{X\times Y} f(x,y)\,d(\mu\otimes\nu)(x,y)
=
\int_X\left(\int_Y f(x,y)\,d\nu(y)\right)d\mu(x)
=
\int_Y\left(\int_X f(x,y)\,d\mu(x)\right)d\nu(y).
$$