¿Cuántos cuadrados hay en un rectángulo, 12 azulejos cuadrados de ancho y 24 azulejos cuadrados de alto?

Aquí hay una solución combinatoria que no requiere sumar los 12 tamaños posibles.

Deje que el rectángulo se alinee en el eje con sus esquinas suroeste y noreste en [math] (0, 0) [/ math] y [math] (12, 24) [/ math], y considere un cuadrado con esquinas suroeste y noreste en [matemáticas] (x_1, y_1) [/ matemáticas] y [matemáticas] (x_2, y_2) [/ matemáticas].

  • Los cuadrados centrados al sur de la línea diagonal de 45 ° [matemática] x = y [/ matemática] se describen exactamente por [matemática] 0 \ le y_1 <x_1 <x_2 \ le 12 [/ matemática], entonces hay [matemática] \ tbinom {13} {3} [/ math] de estos.
  • Los cuadrados centrados en o al norte de esa línea se describen exactamente por [matemática] 0 \ le x_1 <x_2 <y_2 + 1 \ le 13 [/ matemática] o [matemática] 0 \ le x_1 <x_2 \ le 12 <y_2 \ le 24 [/ math], entonces hay [math] \ tbinom {14} {3} + \ tbinom {13} {2} \ cdot 12 [/ math] de estos.

Eso da un total de [matemáticas] \ tbinom {13} {3} + \ tbinom {14} {3} + \ tbinom {13} {2} \ cdot 12 = 1586 [/ matemáticas] cuadrados.

Sea [math] f (k) [/ math] el número de cuadrados de la longitud del lado [math] k [/ math]. Entonces [matemáticas] f (k) = (13-k) (25-k) [/ matemáticas], y el número total de cuadrados es
[matemáticas]
\ sum_ {k = 1} ^ {12} f (k) = \ sum_ {k = 1} ^ {12} (13-k) (25-k) [/ math]. Si dejamos que [math] m = 13-k [/ math], entonces esto es
[matemáticas] \ sum_ {m = 1} ^ {12} m (m + 12) [/ matemáticas] [matemáticas] = \ frac {12 (12 + 1) (2 \ cdot 12 + 1)} 6 + 12 \ cdot \ frac {12 (12 + 1)} 2 [/ matemáticas]
[matemáticas] = 650 + 12 \ cdot 78 = 1586 [/ matemáticas]

La forma de hacerlo es así …

Los cuadrados más grandes son 12 × 12. Puede caber 12-12 + 1 en el ancho, pero 24-12 + 1 en la altura

Los siguientes más grandes son 11 × 11. Hay 12-11 + 1 ranuras de ancho y 24-11 + 1 ranuras hacia abajo.

Etc …

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