>>561
正三角形にある直線の傾きは3種類。
四角形を作る直線の傾きは2種類または3種類。
2種類の直線で作る四角形は平行四辺形が3C2=3通り。
3種類の直線で作る四角形は、どれか一種類を2回使うから、
2回使う直線が3通りの台形。
 まず、左右斜辺の直線を使う平行四辺形を考えると、
n^2個の三角形の頂点位置を
上から左下へ 0〜n、右下へ 0〜n とすると、
(Lz,Rz) 位置を上頂点とする四辺形の下頂点 (Lb,Rb) は
Lz<Lb, Rz<Rb, Lb+Rb≦n だから
(n−Lz−Rz)(n−1−Lz−Rz)/2 通り。
上頂点の範囲は 0≦Lz, 0≦Rz, Lz+Rz<n−1 だから個数は
Σ[Lz=0,n−2]Σ[Rz=0,n−2−Lz] (n−Lz−Rz)(n−1−Lz−Rz)/2
これが3通りだから四辺形は
3Σ[Lz=0,n−2]Σ[Rz=0,n−2−Lz] (n−Lz−Rz)(n−1−Lz−Rz)/2
 次に三角形の底辺を底辺に使う台形を考えると
左上頂点 (Lz,Rz), 右上頂点 (Lr,Rr), 左下頂点 (Lb,Rz), 右下頂点 (Lr,Rb) は
0≦Lz, 0≦Rz, 0≦Lr, 0≦Rr, Lr−Rr<Lz−Rz
Lz+Rz=Lr+Rr<Lb+Rz=Lr+Rb≦n だから
Hz=Lz+Rz=Lr+Rr, Hb=Lb+Rz=Lr+Rb とすると下頂点範囲は
Hz<Hb≦n なので n−Hz=n−Lz−Rz 通り。
上頂点範囲は 1≦Lz<n, 0≦Rz<n−Lz, 0≦Lr<Lz
だから台形は
3Σ[Lz=1,n−1]Σ[Rz=0,n−1−Lz]Σ[Lr=0,Lz−1] (n−Lz−Rz)

  n=3 なら
3Σ[Lz=0,1]Σ[Rz=0,1−Lz] (3−Lz−Rz)(2−Lz−Rz)/2=15
3Σ[Lz=1,2]Σ[Rz=0,2−Lz]Σ[Lr=0,Lz−1] (3−Lz−Rz)=15
15+15=30 あれ?