とりあえず上の部分だけ。
最後に足したり引いたりしてるのは、図でどこが何重に重なってるのかをよく考えれば、理解してもらえるかと思います。もう少し単純な計算方法があるのかもしれませんが、私はこれが一番理屈っぽくてわかりやすいです。
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