一般中央極限問題(general central limit problem)
古典中央極限定理(高斯極限)、廣義中央極限定理(穩定極限)與卜瓦松極限,全是一個宏大問題的特例,此問題由李維、辛欽、格涅堅科與柯爾莫哥洛夫提出並大致解決:對個別可忽略的獨立被加項三角陣列,列和的所有可能極限律是什麼,且何時恰好收斂到給定極限?這就是一般中央極限問題,其答案組織了整個古典極限理論。
取一個一致漸近可忽略的三角陣列 {X_{n,k}}(max_k P(|X_{n,k}| > epsilon) -> 0)。第一個結構定理:置中列和的(非退化)可能極限律之集合恰是無窮可分分布類——其特徵函數可由李維—辛欽公式 log phi(t) = i b t - sigma^2 t^2/2 + integral ( e^(itx) - 1 - itx 1{|x|<=1} ) nu(dx) 表示,含高斯變異數 sigma^2 與控制跳躍的李維測度 nu。第二個:列和收斂到特定無窮可分律,當且僅當陣列的伴隨物收斂——截斷變異數之和趨向高斯部分,且陣列的經驗跳躍測度(在遠離 0 處弱地)收斂到李維測度 nu。特徵函數方法是證明引擎:證列和的對數特徵函數收斂到李維—辛欽指數,再用李維連續性定理。
一般中央極限問題之所以重要,在於它是本學科統合的頂峰:高斯(nu=0)、穩定律(尺度不變的 nu)、卜瓦松(nu 為點質量)與複合卜瓦松律,都因選取高斯部分與李維測度而作為實例落出。它也是李維過程的靜態單時刻投影(同一李維—辛欽三元組生成整個過程)。誠實的警語:乾淨的無窮可分分類需要可忽略性假設——放棄它,單一主導項可產生非無窮可分的極限。且這是和的分布極限問題;它與過程的李維—辛欽描述不同(雖深刻平行),後者棲身於李維過程領域,不在此處。
同一套機制的三個經典結果:微小 Bernoulli(lambda/n) 項之列給卜瓦松極限(李維測度 = 1 處的點質量);有限變異數且大值可忽略之項的列給高斯極限(李維測度 = 0);正則變化尾之列給穩定極限(尺度不變的李維測度)。高斯部分與李維測度的選擇決定是哪一個。
可忽略列三角陣列的所有極限皆無窮可分,由高斯部分與李維測度索引。
無窮可分的分類僅在一致漸近可忽略下成立;這是和的極限問題,有別於整個過程的李維—辛欽描述。