Se a teoria diz que o tamanho de um array não pode ser alterado, somente os elementos. Porque quando eu imprimo o tamanho de a
o valor é 10 e não 5 ou 15?
int[] a;
a = new int[5];
a = new int[10];
No exemplo que você deu deve-se ter em mente que a
é um ponteiro para um Array e não o próprio Array.
Assim, no momento que você fez a = new int[10]
o a
que antes apontava para um Array de tamanho 5 agora passou a apontar para o Array de tamanho 10.
E o que aconteceu com o Array de tamanho 5?
A partir do momento em que o array não tem ninguém apontando para si, ele está está pronto pra ser desalocado pelo Garbage Collector.
Você não mudou o tamanho do vetor, você o instanciou novamente com um vetor de tamanho maior.