고등학교 2학년 남학생인 ‘나’는 정규수업이 끝나면 도서실을 찾아 수학 공부를 즐기는 수학마니아이다. ‘나’처럼 수학을 즐기며 재능이 뛰어난 같은 반 여학생인 미르카, 수학을 잘하고 싶지만 개념을 제대로 이해하지 못해 애를 먹는 1학년 여고생 테트라, 시간이 날 때마다 수학 숙제를 도와달라고 조르는 사촌동생인 중학생 유리. 이들 네 명은 거의 매일 도서관이나 집에서 만나 수학에 대해 이야기를 나눈다.

이 책은 “수학 소녀의 비밀노트 시리즈”의 일곱 번째 편이다. 중학교와 고등학교 수학에서 자주 접하는 식과 그래프의 기본 개념과 원리를 다룬 《잡아라 식과 그래프》, 수학의 기본인 정수를 다룬 《정수 귀신》, 원을 이용해 삼각비를 배우는 《둥근맛 삼각함수》, 오셀로 게임을 이용해 수열의 원리를 익히는 《수열의 고백》, 순간의 변화율을 구하는 것에서 시작해 세상의 변화하는 현상을 수학적으로 파악하는 계산하는 법을 알려주는 《반가워 미분》, 미분의 단짝인 《고마워 적분》, 수학을 가르치고 배우는 즐거움에 관한 책 《수학도 대화가 필요해》에 이어 《두근두근 경우의 수》가 출간되었다.

'수 세기'라는 간단해 보이는 문제 속에도 수학의 매력이 가득 담겨 있다. ‘나’와 후배 테트라는 각 문제 사이에 존재하는 ‘연관 관계’를 바탕으로 대화를 통해 문제를 해결해나간다. 그 과정에서 아무리 어려워 보이는 문제라 해도 더 쉽게 풀 수 있는 자신감을 갖게 된다. 또한 중학생인 유리는 ‘나’와 함께 교집합, 합집합, 여집합, 공집합과 같은 집합의 기본을 익히고 ‘벤다이어그램’을 사용해 더 쉽고 빠르게 집합을 파악하는 방법을 배운다. 그리고 이를 바탕으로 조합과 이진법 등 상상하지 못한 해결책을 생각하고 답을 찾아간다.
다양한 문제를 깊게 사고하고, 그 끝에 등장하는 수학적 구조를 하나씩 살피다 보면 어느새 답을 찾기 위한 마음으로 가슴이 ‘두근두근’ 뛰는 자신을 발견할 것이다.