<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v3.0 20080202//EN" "http://dtd.nlm.nih.gov/publishing/3.0/journalpublishing3.dtd">
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    am
   </journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title>
     Applied Mathematics
    </journal-title>
   </journal-title-group>
   <issn pub-type="epub">
    2152-7385
   </issn>
   <issn publication-format="print">
    2152-7393
   </issn>
   <publisher>
    <publisher-name>
     Scientific Research Publishing
    </publisher-name>
   </publisher>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="doi">
    10.4236/am.2024.1512048
   </article-id>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">
    am-138008
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   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="heading">
     <subject>
      Articles
     </subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="Discipline-v2">
     <subject>
      Physics 
     </subject>
     <subject>
       Mathematics
     </subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    Graph-Induced by Modules via Tensor Product
   </title-group>
   <contrib-group>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Mohammad
      </surname>
      <given-names>
       Jarrar
      </given-names>
     </name>
    </contrib>
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    <addr-line>
     aDepartment of Applied Mathematics, Palestine Technical University-Kadoorie, Tulkarem, Palestine
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     05
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     12
    </month>
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     2024
    </year>
   </pub-date> 
   <volume>
    15
   </volume> 
   <issue>
    12
   </issue>
   <fpage>
    840
   </fpage>
   <lpage>
    847
   </lpage>
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      31,
     </day>
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      October
     </month>
     <year>
      2024
     </year>
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    <date date-type="published">
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      6,
     </day>
     <month>
      October
     </month>
     <year>
      2024
     </year> 
    </date> 
    <date date-type="accepted">
     <day>
      6,
     </day>
     <month>
      December
     </month>
     <year>
      2024
     </year> 
    </date>
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    <copyright-statement>
     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
    </copyright-statement>
    <copyright-year>
     2014
    </copyright-year>
    <license>
     <license-p>
      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
     </license-p>
    </license>
   </permissions>
   <abstract>
    This paper investigates the connections between ring theory, module theory, and graph theory through the graph 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
       G
      </mi>
      <mrow>
       <mo>
        (
       </mo> 
       <mi>
        R
       </mi> 
       <mo>
        )
       </mo>
      </mrow>
     </mrow> 
    </math> of a ring R. We establish that vertices of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
       G
      </mi>
      <mrow>
       <mo>
        (
       </mo> 
       <mi>
        R
       </mi> 
       <mo>
        )
       </mo>
      </mrow>
     </mrow> 
    </math> correspond to modules, with edges defined by the vanishing of their tensor product. Key results include the graph’s connectivity, a diameter of at most 3, and a girth of at most 7 when cycles are present. We show that the set of modules 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
       S
      </mi>
      <mrow>
       <mo>
        (
       </mo> 
       <mi>
        R
       </mi> 
       <mo>
        )
       </mo>
      </mrow>
     </mrow> 
    </math> is empty if and only if R is a field, and that for semisimple rings, the diameter is at most 2. The paper also discusses module isomorphisms over subrings and localization, as well as the inclusion of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
       G
      </mi>
      <mrow>
       <mo>
        (
       </mo> 
       <mi>
        T
       </mi> 
       <mo>
        )
       </mo>
      </mrow>
     </mrow> 
    </math> within 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
       G
      </mi>
      <mrow>
       <mo>
        (
       </mo> 
       <mi>
        R
       </mi> 
       <mo>
        )
       </mo>
      </mrow>
     </mrow> 
    </math> for a quotient ring T, highlighting that the reverse inclusion is not guaranteed. Finally, we provide an example illustrating that a non-finitely generated module M does not imply 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
       M
      </mi>
      <mo>
       ⊗
      </mo>
      <mi>
       M
      </mi>
      <mo>
       =
      </mo>
      <mn>
       0
      </mn>
     </mrow> 
    </math> . These findings deepen our understanding of the interplay among rings, modules, and graphs.
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     Graph Theory
    </kwd> 
    <kwd>
      Commutative Ring
    </kwd> 
    <kwd>
      Tensor Product
    </kwd> 
    <kwd>
      Connected
    </kwd> 
    <kwd>
      Diameter
    </kwd> 
    <kwd>
      Semisimple Ring
    </kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
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 <body>
  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>Graphs serve as powerful mathematical tools for modeling complex systems and relationships in various fields, ranging from computer science to biology and social networks. On the other hand, modules over rings constitute fundamental algebraic structures with diverse applications in algebra, geometry, and representation theory. The intersection of these two realms gives rise to an intriguing area of study known as graph-induced by modules, which captures algebraic properties induced by the underlying structure of a graph.</p>
   <p>Let R be a commutative ring with unity, and let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> denote its set of all R-modules M that there exists an R-mdule N with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. And M is called tensor zero-divisor. We associate a simple graph 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> to R, where the vertices are the nonzero tensor zero-divisors 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, and for distinct vertices, they are adjacent if and only if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Consequently, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is the empty graph if and only if R is a field.</p>
   <p>In this article, we delve into the realm of graph-induced by modules through the lens of tensor product theory. The tensor product, a cornerstone operation in algebra, offers a versatile framework for combining algebraic structures in a systematic manner. By leveraging the rich interplay between graphs and algebraic structures, we aim to explore the construction, properties, and applications of graph-induced modules.</p>
   <p>The notion of graph-induced modules arises from the desire to understand and exploit the algebraic properties encoded within the topology of a graph. Each vertex and edge of a graph carries intrinsic algebraic information, which can be harnessed to define modules over appropriate rings. These modules capture not only the combinatorial aspects of the graph but also the underlying algebraic symmetries and dependencies.</p>
   <p>One of the key insights driving our investigation is the recognition of the tensor product as a unifying tool for constructing graph-induced modules. By carefully manipulating tensor products associated with vertices and edges of a graph, we can systematically build modules that encapsulate the algebraic essence of the underlying graph structure. This approach not only provides a coherent framework for constructing graph-induced by modules but also unveils deep connections between graph theory and algebra.</p>
   <p>Throughout the article, when we refer to a “ring,” we mean a commutative ring, and when we use the term “equality,” it signifies isomorphism. This clarification helps to streamline the language and ensures consistency in our notation.</p>
   <p>We aim to provide a comprehensive overview of the theory of graph-induced by modules, emphasizing the role of tensor product techniques in their construction and analysis. We will explore various examples.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138008-"></xref>2. Important Result</title>
   <p>Great, starting with clear definitions, theorems, and notations is an excellent way to establish a solid foundation for the subsequent material.</p>
   <p>Definition 2.1 <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138008-1">
     [1]
    </xref> A graph G consists of a set of vertices (or nodes) denoted by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, and a set of edges (or links) that connect pairs of vertices. The set of vertices of G is denoted by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Each vertex typically represents an entity or a point of interest in a problem context. Two vertices x and y are considered adjacent (connected) in G, denoted by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, if there exists an edge that directly connects them.</p>
   <p>Definition 2.2 Let R be a ring. The set 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> to consist of all non-trivial R-modules M for which there exists another non-trivial R-module N such that the tensor product of M and N is zero. Here M is a representative element from each isomorphism class of R-modules.</p>
   <p>Definition 2.3 We define the graph of a ring R, denoted by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, as a graph where the vertices are elements of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, and two vertices M and N are adjacent if and only if their tensor product 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> is zero.</p>
   <p>Prior to delving into theorem 2.1, we require the subsequent definitions from <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138008-2">
     [2]
    </xref>.</p>
   <p>1) The diameter of a graph is the maximum distance between any pair of vertices in the graph. In other words, it is the length of the longest shortest path between any two vertices. The diameter of a graph is commonly denoted by the symbol 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        diam 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>2) The girth of a graph is the length of the shortest cycle in the graph. A cycle is a closed path where the starting and ending vertices are the same, and it doesn’t repeat any other vertices or edges. The girth of a graph is often denoted by the symbol 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Theorem 2.1 For a ring R. Then we have the following on the graph 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>1) The graph 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> of a ring R is connected;</p>
   <p>2) the diameter of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is at most 3;</p>
   <p>3) If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> contains a cycle, then the girth 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is at most 7.</p>
   <p>Proof. Naturally We can combine cases 1 and 2 into a single proof by using the definition of connected components. This is the method. Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> be different. We examine the following cases:</p>
   <p>Case 1. 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> it follows that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        diam 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Case 2. If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, then we have the following path 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> that means 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        diam 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Case 3. If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, so that we have an element 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        z 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        z 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. In the case of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        z 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> we get the following path 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        z 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> with length 2 that means 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        diam 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Otherwise i.e. 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        z 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> we get then we have the fallowing path 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        z 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and its length is 2 that means 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        diam 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Case 4. If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. The proof of this case is similarly to proof of case 3.</p>
   <p>Case 5. If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. In this case there is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        z 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        w 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        z 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        w 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        z 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        w 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> we have the following path 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        z 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> of length 2 and hence 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        diam 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. In the case of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        z 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mi>
        w 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        z 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        w 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> we have the following path 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        z 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        w 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> with length 3 that means 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        diam 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, but if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        z 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        w 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> then we will get the following path 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        z 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        w 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> with length 2 that means 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        diam 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>To prove 3. By Proposition 1.3.2 in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138008-2">
     [2]
    </xref>.</p>
   <p>Lemma 2.2 Let R be a ring and F be a free R-module, for any R-module M then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        F 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Proof. By Theorem 1.6.6 in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138008-3">
     [3]
    </xref> 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        F 
      </mi> 
      <mo>
        ≅ 
      </mo> 
      <mo>
        ⊕ 
      </mo> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. So that by Theorem 2.2.6 we have 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        F 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ≅ 
      </mo> 
      <mo>
        ⊕ 
      </mo> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ≅ 
      </mo> 
      <mo>
        ⊕ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mo>
          ⊗ 
        </mo> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. And by Proposition 3.14 in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138008-4">
     [4]
    </xref> we get 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        F 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ≅ 
      </mo> 
      <mo>
        ⊕ 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> which is not zero.</p>
   <p>Theorem 2.3 Let R be a ring then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is empty if and only if R is a field.</p>
   <p>Proof. Assume 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is empty we want to prove that R is afield. By contradiction, suppose R is not a field then there is an ideal 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mi>
        I 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> of R. Now Let E be an invective R-module. It is known by Theorem 2.4.5 in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138008-3">
     [3]
    </xref> that E is divisible. But by Exercise 2 p.31 in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138008-4">
     [4]
    </xref> we have 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mo>
        ≅ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          I 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Because E is divisible we have 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        I 
      </mi> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        I 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> we have 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> which means that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is not empty which is a contradiction so we have that R is a field.</p>
   <p>Conversely If R is a field then by Example 1.6.3 in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138008-3">
     [3]
    </xref> any R-module M is free. Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> are R-modules, then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> are free. These arguments and Lemma 2.2 give 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is empty.</p>
   <p>Theorem 2.4 If R is a semisimple ring that isn’t a field, then the diameter of the graph of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, is at most 2.</p>
   <p>Proof. Suppose M and N belong to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, there’s nothing more to demonstrate. However, if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mi>
        I 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> represents a proper ideal of R, then due to the injective and divisible nature of M and N by Theorem 3.5.16 and Theorem 2.4.5 in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138008-3">
     [3]
    </xref> , respectively, we have 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        I 
      </mi> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        I 
      </mi> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Thus, we can establish by proof of Theorem 2.3 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, forming a path of length 2: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
  </sec><sec id="s3">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138008-"></xref>3. The Localization</title>
   <p>Definition 3.1 <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138008-3">
     [3]
    </xref> Consider a ring R, and let A represent the set of all regular elements (those that are not zero divisors) in R. The localization of R by A, denoted as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, is termed the quotient ring of R and symbolized as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Theorem 3.1 For a commutative ring R, and B an 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>-module, there exists an isomorphism between B and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>-modules.</p>
   <p>Proof. Now, both B and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> are 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>-modules. Define 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         b 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mi>
        b 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. We aim to prove that f is an 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>-isomorphism.</p>
   <p>For any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, we observe:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Moreover, for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, we find:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>To prove f is a monomorphism, assume 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> for some 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, implying there exists 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> such that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, and thus 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> in B.</p>
   <p>Now, to prove f is an epimorphism, let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, noting that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Thus, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. These arguments establish B as isomorphic to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>-modules.</p>
   <p>Theorem 3.2 Consider a subring R of a ring T. Let M and N be T-modules. If M and N are isomorphic as T-modules, then they are also isomorphic as R-modules.</p>
   <p>Proof. Suppose 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ≅ 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
      </msub> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Naturally, both M and N are R-modules, as R is a subring of T. Since they are isomorphic as T-modules, there exists an isomorphism map f from M onto N. This map f is both onto and one-to-one. To show that f is an R-homomorphism, consider 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        b 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. We have 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         b 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> because f is a T-homomorphism. Now, let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> because 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, demonstrating that f is an R-homomorphism. Consequently, f being an R-isomorphism implies that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ≅ 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
      </msub> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Theorem 3.3 Consider a ring R and let T be the quotient ring of R. Then, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a subset of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Proof. Suppose M and N are T-modules with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ⊗ 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
      </msub> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. We aim to demonstrate 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ⊗ 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
      </msub> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>By Theorem 3.1, we know that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ⊗ 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
      </msub> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ≅ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <msub> 
         <mo>
           ⊗ 
         </mo> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Additionally, according to Proposition 3.7 in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138008-4">
     [4]
    </xref>, we have 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <msub> 
         <mo>
           ⊗ 
         </mo> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≅ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ⊗ 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Utilizing Theorem 3.1 and Theorem 3.2, we establish 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ≅ 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ≅ 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Consequently, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ⊗ 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
      </msub> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ≅ 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
      </msub> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ⊗ 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
      </msub> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Remark 3.4 While R being a subring of L implies 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a subset of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, this inclusion is not always guaranteed. The subsequent examples illustrate this point.</p>
   <p>Example 3.5 Consider a field K and define 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        K 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mi>
        K 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. While K is a subset of R, according to Theorem 2.3, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is non-empty, while 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is empty. Thus, we observe 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <menclose notation="updiagonalstrike"> 
       <mo>
         ⊆ 
       </mo> 
      </menclose> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Lemma 3.6 Suppose R is a local ring with a maximal ideal M. For any finitely generated R-module A, if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Proof. This directly follows from Exercise 3 p.31 in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138008-4">
     [4]
    </xref>.</p>
   <p>Lemma 3.7 If M is a nonzero finitely generated R-module, then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Proof. Suppose, by contradiction, that M is a nonzero finitely generated R-module with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Then, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            M 
          </mi> 
          <mo>
            ⊗ 
          </mo> 
          <mi>
            M 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> for all maximal ideals P. However, by Proposition 3.7 in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138008-4">
     [4]
    </xref>, we know that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            M 
          </mi> 
          <mo>
            ⊗ 
          </mo> 
          <mi>
            M 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ≅ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. By Lemma 3.6, this implies 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> for all maximal ideals P. Consequently, by Proposition 3.8 in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138008-4">
     [4]
    </xref>, we conclude that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, which contradicts the assumption that M is nonzero. Thus, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Remark 3.8 If M is not a finitely generated R-module, it’s not generally true that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ⊗ 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
      </msub> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. The following example illustrates this.</p>
   <p>Example 3.9 Let R be a local domain that is not a field, and let Q be its quotient field. Consider 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mo>
        / 
      </mo> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Then, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ⊗ 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
      </msub> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
  </sec><sec id="s4">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138008-"></xref>4. Complemented Graphs</title>
   <p>Sure, let’s dive into some definitions.</p>
   <p>Definition 4.1 <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138008-5">
     [5]
    </xref> In a graph G For vertices x and y of G, then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> if x and y are not adjacent and each vertex of G adjacent to y is also adjacent to x.</p>
   <p>Certainly! Let’s explore equivalent conditions for the relation 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> in a graph 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for a given ring R.</p>
   <p>Before we delve into the equivalent conditions, let’s first introduce the following definitions.</p>
   <p>Definition 4.2 In the context of a ring R and a set C comprising R-modules, if M is an element of C, then the annihilator of M, denoted 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, is the subset of C consisting of all modules N such that the tensor product 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> equals zero.</p>
   <p>Definition 4.3 In the context of a ring R, R is termed a C-reduced ring if, for any nonzero R-module M, the tensor product 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> is nonzero.</p>
   <p>Lemma 4.1 Considering a ring R and elements 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> if and only if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Proof. Assuming 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, implying 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ∉ 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ∉ 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Now, if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, which implies 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Consequently, we infer that X is adjacent to N, implying X is also adjacent to M. This deduction leads to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, implying 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. And it’s trivially evident that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Conversely, let’s define 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, then since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> by assumption, if X is adjacent to N, then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, which implies that X is adjacent to M.</p>
   <p>Based on Lemma 4.1, we can derive the following observations.</p>
   <p>Remark 4.2</p>
   <p>1) If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> if and only if 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>2) If R is C-reduced, then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> if and only if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Definition 4.4 <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138008-6">
     [6]
    </xref> Consider a graph G and two elements x and y belonging to G. We define a relation ~ between x and y as follows: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ~ 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> if and only if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>The relation ~ is an equivalent relation according to <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138008-6">
     [6]
    </xref>.</p>
   <p>Corollary 4.3 If R is a C-reduced ring and for any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ~ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> if and only if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Proof. By the definition itself and Remark 4.2.</p>
   <p>There exists a C-reduced ring, as demonstrated in the following example.</p>
   <p>Example 4.4 A ring is C-reduced if it is semisimple.</p>
   <p>Proof. Assuming R is a semisimple ring, Theorem 3.5.19 in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138008-3">
     [3]
    </xref> state that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
      <mo>
        ≅ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> where each 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is a field for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> to n. Let P be a maximal ideal of R. Since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
      <mo>
        ≅ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is a field. Now assume 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> is an R-module. According to Proposition 3.8 in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138008-4">
     [4]
    </xref> there exists maximal ideal P of R such that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. By Lemma 2.2 and Example 1.6.3 in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138008-3">
     [3]
    </xref> we have 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mo>
         ⊗ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. However, Proposition 3.7 in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138008-4">
     [4]
    </xref> implies that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mo>
         ⊗ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ≅ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            M 
          </mi> 
          <msub> 
           <mo>
             ⊗ 
           </mo> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            M 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and consequently by Proposition 3.8 in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138008-4">
     [4]
    </xref> we have 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ⊗ 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
      </msub> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> indicating that R is C-reduced.</p>
   <p>Definition 4.5 <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138008-5">
     [5]
    </xref> In a graph G If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> we say that x and y are orthogonal denoted as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ⊥ 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> if and only if x and y are adjacent and there is no 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        z 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> which is adjacent to both x and y.</p>
   <p>For a commutative ring R, we will present an alternative definition of orthogonality in the graph 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> through the following lemma.</p>
   <p>Lemma 4.5 Let R be a ring, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> or 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊥ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> if and only if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∩ 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Proof. Assume 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊥ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Then by the definition we have 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Now Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∩ 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> that means X is adjacent to both M and N which is a contradiction. That gives 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> Conversely, suppose that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∩ 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Then N is adjacent to M. Now if X is adjacent to M and N then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> that means 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∩ 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, thus 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ∉ 
      </mo> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Remark 4.6 If R is C-reduced then if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊥ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> if and only if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∩ 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Proof. Directly from Lemma 4.5.</p>
   <p>Definition 4.6 <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138008-6">
     [6]
    </xref> The graph G is called is called complemented if for each vertex a of G, there is a vertex b of G (called complement of a) such that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mo>
        ⊥ 
      </mo> 
      <mi>
        b 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and that G is uniquely complemented if G is complemented and whenever 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mo>
        ⊥ 
      </mo> 
      <mi>
        b 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mo>
        ⊥ 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        b 
      </mi> 
      <mo>
        ~ 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Lemma 4.7 Let R be a ring and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ; 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then the following statements are equivalent.</p>
   <p>(1) 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊥ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ; 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>(2) 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊕ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> is a regular element of C. Here M is a regular element means there is no nonzero N in C with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Proof. “(1) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ⇒ 
     </mo> 
    </math>(2)”. 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> directly by Lemma 4.5. Now assume that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <mo>
          ⊕ 
        </mo> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. We have from Theorem 2.2.6 in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138008-3">
     [3]
    </xref> 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <mo>
          ⊕ 
        </mo> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        ⊕ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> which implies that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> which gives that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∩ 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> hence 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> which is a contradiction because 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        ∉ 
      </mo> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138008-"></xref>(2) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ⇒ 
     </mo> 
    </math>(1). Since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊕ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> is regular, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <mo>
          ⊕ 
        </mo> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. But by assumption we have 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> this implies that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. In the same way we can show that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∩ 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Thus, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <mo>
          ⊕ 
        </mo> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> is implied. However, since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊕ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> is regular, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> must exist. 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∩ 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> as a result.</p>
   <p>Lemma 4.8 Let R be a C-reduced ring and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ; 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ; 
      </mo> 
      <mi>
        L 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊥ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊥ 
      </mo> 
      <mi>
        L 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ~ 
      </mo> 
      <mi>
        L 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Thus 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is uniquely complemented if and only if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is complemented.</p>
   <p>Proof. By Remark 4.6 we have 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∩ 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∩ 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, so that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        L 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. So N and L are not adjacent. Now suppose that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> for some 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          ⊗ 
        </mo> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <mo>
          ⊗ 
        </mo> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          ⊗ 
        </mo> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          ⊗ 
        </mo> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        L 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Thus 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        L 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∩ 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> implies That 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mi>
        L 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Hence 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        L 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Similarly, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        L 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, and thus 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ~ 
      </mo> 
      <mi>
        L 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. The last statement is easy.</p>
  </sec><sec id="s5">
   <title>Open Problem</title>
   <p>I think the converse of Theorem 2.4 is true. That means if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        diam 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> then R is semisimole ring.</p>
  </sec><sec id="s6">
   <title>Acknowledgment</title>
   <p>The author would like to thank Palestine Technical University-Kadoorie (PTUK) for their support and help.</p>
  </sec>
 </body><back>
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   <title>References</title>
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