¿Es esto cierto? [math] \ int_0 ^ a dx \ int_0 ^ a dy f (xy) = a \ int_0 ^ a dz f (z) [/ math] donde f (z) es una función par.

Esa fórmula no es correcta. Pruebe [matemáticas] f (z) = z ^ 2 [/ matemáticas]. El LHS es [math] \ frac {a ^ 4} {6} [/ math] mientras que el RHS es [math] \ frac {a ^ 4} {3} [/ math].

Pero podemos derivar una fórmula correcta realizando primero la transformación lineal: [matemática] w = x + y [/ matemática], [matemática] z = xy [/ matemática]. Entonces, el resto es fácil:

[matemáticas] \ int_ {0} ^ {a} \ int_ {0} ^ {a} f (xy) \, dx \, dy [/ math]

[matemáticas] = \ int _ {- a} ^ {a} \ int_ {| z |} ^ {2a- | z |} \ frac {1} {2} f (z) \, dw \, dz [/ math ] (detalles que quedan como ejercicio para el lector).

[math] = \ int_ {0} ^ {a} \ int_ {z} ^ {2a-z} f (z) \, dw \, dz [/ math] (ya que el integrando es incluso wrt [math] z [ /matemáticas]).

[math] = 2 \ int_ {0} ^ {a} (az) f (z) \, dz [/ math] (ya que el integrando es constante wrt [math] w [/ math]).

Por lo tanto, la fórmula correcta es:

[matemáticas] \ int_ {0} ^ {a} \ int_ {0} ^ {a} f (xy) \, dx \, dy [/ math] [matemáticas] = 2 \ int_ {0} ^ {a} ( az) f (z) \, dz [/ math].

Además, si [math] f (z) [/ math] no es par, aún podemos encontrar esta fórmula:

[matemáticas] \ int_ {0} ^ {a} \ int_ {0} ^ {a} f (xy) \, dx \, dy [/ math] [matemáticas] = \ int_ {0} ^ {a} (az ) (f (z) + f (-z)) \, dz [/ math].

Sea f = 1 para argumentos positivos y f = -1 para argumentos negativos.

Entonces el lado izquierdo es cero y el lado derecho es a ^ 2 para positivo a.