Hemmes mathematische Rätsel: Wie viele Rechtecke enthält die Figur?

Im Jahr 2008 gründeten Jeff Atwood und Joel Spolsky »Stack Overflow«, eine Frageseite für Programmierer, woraus dann in den Folgejahren »Stack Exchange« wurde, ein Netz von 33 Frage-Websites, die jeweils ein spezifisches Fachthema abdecken. Das Prinzip dieser Websites ist es, dass Benutzer der Gemeinschaft Fragen stellen können, die diese dann zu beantworten versucht. »Stack Exchange« hat ein Belohnungssystem. Wenn ein Benutzer Fragen stellt, Fragen beantwortet, gute Bewertungen von anderen Benutzern erhält oder für eine Antwort ausgezeichnet wird, bekommt er Belohnungspunkte. Am 10. Januar 2018 stellte der Inder Rohan Shinde auf der Mathematikseite von »Stack Exchange« folgendes Rätsel: Wie viele Rechtecke enthält diese Figur?
Jedes Rechteck wird von zwei vertikalen und zwei horizontalen Linien begrenzt. Wir berechnen zunächst einmal die Zahl der Rechtecke, wenn das Loch in der Mitte der Figur geschlossen wäre. Es gibt dann 7 · 6 / 2 = 21 Paare von vertikalen Linien und 21 Paare von horizontalen Linien, und somit 212 = 441 Rechtecke. Jetzt schneiden wir wieder das Loch in die Figur. Darum müssen wir alle Rechtecke abziehen, deren Umfang durch das Zentrum des Loches läuft. Rechtecke, deren Nordostecke im Zentrum des Loches liegt, werden von den Linien d und D begrenzt. Für die untere horizontale Seite stehen die Linien a, b und c und für die linke vertikale Seite die Linien A, B und C zur Auswahl. Somit gibt es 3 · 3 = 9 solcher Rechtecke. Rechtecke, deren obere Seite durch das ganze Loch läuft, werden von den horizontalen Linien d und a, b oder c begrenzt. Für die linke Seite stehen die Linien A, B und C und für die rechte E, G und F zur Wahl. Es gibt folglich 3 · 3 · 3 = 27 solcher Rechtecke. Beide Muster können noch um 90, 180 und 270 Grad gedreht werden, so dass insgesamt 4(9 + 27) = 144 Rechtecke abgezogen werden müssen. Es bleiben damit 441 – 144 = 297 Rechtecke.
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