<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20241031//EN" "JATS-journalpublishing1-4.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
  <front>
    <journal-meta>
      <journal-id journal-id-type="publisher-id">am</journal-id>
      <journal-title-group>
        <journal-title>Applied Mathematics</journal-title>
      </journal-title-group>
      <issn pub-type="epub">2152-7393</issn>
      <issn pub-type="ppub">2152-7385</issn>
      <publisher>
        <publisher-name>Scientific Research Publishing</publisher-name>
      </publisher>
    </journal-meta>
    <article-meta>
      <article-id pub-id-type="doi">10.4236/am.2026.171004</article-id>
      <article-id pub-id-type="publisher-id">am-149131</article-id>
      <article-categories>
        <subj-group>
          <subject>Article</subject>
        </subj-group>
        <subj-group>
          <subject>Physics</subject>
          <subject>Mathematics</subject>
        </subj-group>
      </article-categories>
      <title-group>
        <article-title>Forbidden Subgraphs for the Existence of an Even Factor with Exactly Two Components in 2-Edge-Connected Graphs</article-title>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="western">
            <surname>Zhou</surname>
            <given-names>Dan</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1">1</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="western">
            <surname>Lv</surname>
            <given-names>Shengmei</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1">1</xref>
        </contrib>
      </contrib-group>
      <aff id="aff1"><label>1</label> Department of Mathematics and Statistics, Qinghai Minzu University, Xining, China </aff>
      <author-notes>
        <fn fn-type="conflict" id="fn-conflict">
          <p>The authors declare no conflicts of interest regarding the publication of this paper.</p>
        </fn>
      </author-notes>
      <pub-date pub-type="epub">
        <day>20</day>
        <month>01</month>
        <year>2026</year>
      </pub-date>
      <pub-date pub-type="collection">
        <month>01</month>
        <year>2026</year>
      </pub-date>
      <volume>17</volume>
      <issue>01</issue>
      <fpage>39</fpage>
      <lpage>53</lpage>
      <history>
        <date date-type="received">
          <day>25</day>
          <month>12</month>
          <year>2025</year>
        </date>
        <date date-type="accepted">
          <day>23</day>
          <month>01</month>
          <year>2026</year>
        </date>
        <date date-type="published">
          <day>26</day>
          <month>01</month>
          <year>2026</year>
        </date>
      </history>
      <permissions>
        <copyright-statement>© 2026 by the authors and Scientific Research Publishing Inc.</copyright-statement>
        <copyright-year>2026</copyright-year>
        <license license-type="open-access">
          <license-p> This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY) license ( <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/</ext-link> ). </license-p>
        </license>
      </permissions>
      <self-uri content-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.4236/am.2026.171004">https://doi.org/10.4236/am.2026.171004</self-uri>
      <abstract>
        <p>In this paper, we mainly consider characterize all the pairs <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>{</p>
        <p>R,S }</p>
        <p>of 2-edge-connected graphs <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>G</p>
        <p>such that every <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>{</p>
        <p>R,S }</p>
        <p>-free graph <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>G</p>
        <p>has an even factor with exactly two components if and only if <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>δ(</p>
        <p>G</p>
        <p>)≥2</p>
        <p>and every odd branch-bond of <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>G</p>
        <p>has an edge branch.</p>
      </abstract>
      <kwd-group kwd-group-type="author-generated" xml:lang="en">
        <kwd>Even Factor</kwd>
        <kwd>Odd Branch-Bond</kwd>
        <kwd>Forbidden Pair</kwd>
        <kwd>Edge-Branch</kwd>
      </kwd-group>
    </article-meta>
  </front>
  <body>
    <sec id="sec1">
      <title>1. Introduction</title>
      <p>Throughout this paper, we consider finite undirected simple graphs and follow the notation and terminology of [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]. </p>
      <p>Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be a graph and we use <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to denote the minimum degree, the maximum degree and the number of components of the graph <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> , respectively. For a vertex <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> v </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we use <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mi> G </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> v </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to denote the neighborhood of <inline-formula><mml:math><mml:mi> v </mml:mi></mml:math></inline-formula> in <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> . Let <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> be a subset of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . We use <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mi> S </mml:mi><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to denote the subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> induced on <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> , and also use <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to denote the path, the complete graph and the cycle of order <inline-formula><mml:math><mml:mi> n </mml:mi></mml:math></inline-formula> , respectively, where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> K </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is called <italic>triangle</italic>. Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> K </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the complete bipartite graph with partition sets of size <inline-formula><mml:math><mml:mi> m </mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mi> n </mml:mi></mml:math></inline-formula> . We call <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> K </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> K </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> a <italic>claw</italic> and a <italic>star</italic>, respectively.</p>
      <p>Let <inline-formula><mml:math><mml:mi> H </mml:mi></mml:math></inline-formula> be a given graph. A graph <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> is said to be <inline-formula><mml:math><mml:mi> H </mml:mi></mml:math></inline-formula> -free if <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> does not contain <inline-formula><mml:math><mml:mi> H </mml:mi></mml:math></inline-formula> as an induced subgraph. For a set of connected graphs <inline-formula><mml:math><mml:mi> ℋ </mml:mi></mml:math></inline-formula> . A graph <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> is said to be <inline-formula><mml:math><mml:mi> ℋ </mml:mi></mml:math></inline-formula> -free if <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> does not contain <inline-formula><mml:math><mml:mi> H </mml:mi></mml:math></inline-formula> as an induced subgraph for all <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> H </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℋ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The set <inline-formula><mml:math><mml:mi> ℋ </mml:mi></mml:math></inline-formula> was defined as the set of <italic>forbidden</italic><italic>subgraphs</italic> of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> . We call <inline-formula><mml:math><mml:mi> ℋ </mml:mi></mml:math></inline-formula> a forbidden pair if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> ℋ </mml:mi><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . A subgraph containing all vertices of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> is called a <italic>spanning</italic><italic>subgraph</italic> of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> . If <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> contains a spanning cycle, then <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> is <italic>Hamiltonian</italic>. A subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> is called <italic>even</italic> if its degrees are all positive even. A subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> is called an <italic>even</italic>-<italic>factor</italic> if it is an even spanning subgraphs. A subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> is called 2-<italic>factor</italic> if it is an even factor its degrees are all two. A graph is called <italic>supereulerian</italic> if it contains an even factor with exactly one component. For a subset <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> ⊆ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the <italic>contraction</italic><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the graph obtained <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> by identifying the ends of each edge in <inline-formula><mml:math><mml:mi> X </mml:mi></mml:math></inline-formula> and then deleting the resulting loops. Note that the edges in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> can be regarded as edges in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . If <inline-formula><mml:math><mml:mi> H </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a subgraph, then we use <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> H </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> H </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . A graph <inline-formula><mml:math><mml:mi> H </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a <italic>minor</italic> if it is isomorphic to the contraction image of a subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> . A graph <inline-formula><mml:math><mml:mi> H </mml:mi></mml:math></inline-formula> is called an <italic>induced</italic><italic>minor</italic> if it is isomorphic to a contraction image of an induced subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>In 1972, Richard M. Karp [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>] proved that the Hamiltonian problem is NP-<italic>hard</italic>. After that, Pulleyblank pointed out in [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>] that determining whether a graph is supereulerian is NP-<italic>hard</italic>, even when the problem is restricted to planar graphs. In most cases, when studying the Hamiltonian problem or the Supereulerian problem, we tend to start with the conditions of forbidden subgraphs.</p>
      <p>In 1991, Bedrossian first gave all connected forbidden pairs for hamiltonicity of 2-connected graphs in [<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>]. In 1997, Faudree and Gould further proved this result of Bedrossian in [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>] by completely characterizing all forbidden pairs for hamiltonicity 2-connected graphs with sufficiently large order.</p>
      <p><bold>Theorem 1.</bold>(Faudree and Gould [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>]) Let <inline-formula><mml:math><mml:mi> R </mml:mi></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> be connected graphs of order at least three other than <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then every 2-connected <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> S </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -free graph with order at least <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is hamiltonian if and only if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> K </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an induced subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 6 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> B </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>Meanwhile, they also characterized the case of a forbidden subgraph for hamiltonicity of 2-connected graphs.</p>
      <p><bold>Theorem 2.</bold>(Faudree and Gould [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>]) Let <inline-formula><mml:math><mml:mi> H </mml:mi></mml:math></inline-formula> be a connected graph of order at least 3 and <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> be a 2-connected graph. Then <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mi> H </mml:mi></mml:math></inline-formula> -free implies <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> is hamiltonian if and only if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> H </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>A wheel <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> W </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the graph obtained from the cycle <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and an additional vertex <inline-formula><mml:math><mml:mi> u </mml:mi></mml:math></inline-formula> by joining <inline-formula><mml:math><mml:mi> u </mml:mi></mml:math></inline-formula> with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Define <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> W </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to be the graph obtained from <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> W </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> by subdividing each edge of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> once. Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> W </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be the graph from <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 7 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> K </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> by joining <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> K </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to three non-adjacent vertices of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 7 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be the graph from <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> by identifying a vertex of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with a endvertex of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Z </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be the graph by identifying end vertices of one path of length <inline-formula><mml:math><mml:mi> i </mml:mi></mml:math></inline-formula> to the one vertex of triangle. Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> B </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> j </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be the graph by identifying end vertices of two disjoint paths of lengths <inline-formula><mml:math><mml:mi> i </mml:mi></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mi> j </mml:mi></mml:math></inline-formula> to the two vertices of triangle. Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> j </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be the graph by identifying end vertices of three disjoint paths of lengths <inline-formula><mml:math><mml:mi> i </mml:mi></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mi> j </mml:mi></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mi> k </mml:mi></mml:math></inline-formula> to the three vertices of the triangle. Here <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Z </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> B </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> j </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> j </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> j </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , see <xref ref-type="fig" rid="fig1">Figure 1</xref>.</p>
      <p>In 1995, Lai [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>] considered the same problem and obtained the following result.</p>
      <p><bold>Theorem 3.</bold>(Lai [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>]) Let <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> be a 2-edge-connected graph. Then every 2-edge-connected graph induced subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> is supereulerian if and only if <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> has no induced minor isomorphic to a member in <inline-formula><mml:math><mml:mi mathvariant="script"> W </mml:mi></mml:math></inline-formula> . </p>
      <fig id="fig1">
        <label>Figure 1</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405536-rId249.jpeg?20260126040438" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 1</bold><bold>.</bold> Some common induced subgraphs and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> W </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> W </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>Over time, many researchers have shifted their focus from the study of Hamiltonian problems to the exploration of graph factorization problems. In [<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>], Tutte proved that a proved <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> has a 1-factor if and only if the deletion of an arbitrary vertex set <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> makes <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> S </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> have at most <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> S </mml:mi><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> odd branches. Later, Gallai in [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>] began to facous on <inline-formula><mml:math><mml:mi> k </mml:mi></mml:math></inline-formula> -factors. In 2007, Plummer published a survey article on graph factorization in [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>], which is widely regarded as the most authoritative literature on graph factorization problems.</p>
      <p>In 2008, Xiong [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>] gave a necessary and sufficient condition for a claw-free graph <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> to have an even factor.</p>
      <p><bold>Theorem 4.</bold>(Xiong [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>]) Let <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> be a claw-free graph. Then <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> has an even factor if and only if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and every odd branch-bond of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> has an edge branch. </p>
      <p>Furthermore, in [<xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>], he extended the above result and characterized all forbidden subgraphs <inline-formula><mml:math><mml:mi> H </mml:mi></mml:math></inline-formula> such that every <inline-formula><mml:math><mml:mi> H </mml:mi></mml:math></inline-formula> -free graph <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> has an even factor if and only if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and every odd branch-bond of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> has an edge branch.</p>
      <p><bold>Theorem 5.</bold>(Xiong [<xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>]) Let <inline-formula><mml:math><mml:mi> H </mml:mi></mml:math></inline-formula> be a connected graph of order at least three and <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> be a graph other than <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> W </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> ' </mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and every odd branch-bond of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> has an edge branch. Then every <inline-formula><mml:math><mml:mi> H </mml:mi></mml:math></inline-formula> -free graph <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> has an even factor if and only if <inline-formula><mml:math><mml:mi> H </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an induced subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>It is easy to see that if there exists an even factor in a graph <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> satisfies the following conditions: </p>
      <p>1) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ; </p>
      <p>2) every odd branch-bond of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> has an edge branch. </p>
      <p>In 2017, Lv and Xiong characterized all forbidden pairs of connected subgraphs for supereulerian of 2-connected graphs with sufficiently large order in [<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>].</p>
      <p><bold>Theorem 6.</bold>(Lv and Xiong [<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>]) Let <inline-formula><mml:math><mml:mi> R </mml:mi></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> be a pair of graphs and <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> be a 2-connected graph with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then every <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> S </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -free graph is supereulerian, if and only if (up to symmetry): </p>
      <p>1) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> K </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an induced subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ; </p>
      <p>2) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> K </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an induced subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 7 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Z </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ; </p>
      <p>3) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an induced subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>It is obviously that a supereulerian graph has an even factor and a Hamiltonian graph must be supereulerian. In other words, a necessary condition for a graph to be supereulerian is that it has an even factor and a necessary condition for a graph to be Hamiltonian is that it is supereulerian.</p>
      <p>In order to illustrate some results better, we still need some definitions. A nontrivial path is called a <italic>branch</italic> if it has only internal vertices of degree two and end vertices of degree not two. The <italic>length</italic> of a branch is the number of its edges. Note that a branch of length one has no internal vertex, it is called an <italic>edge</italic><italic>branch</italic>. We denote by <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℬ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> the set of branches of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> . For any subset <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℬ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we denote by <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> S </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> the subgraph obtained from <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> by deleting all edges and internal vertices of branches of <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> . A subset <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℬ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is called a <italic>branch</italic><italic>cut</italic> if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> S </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has more components than <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> . A minimal branch cut is called a <italic>branch</italic>-<italic>bond</italic>. A branch-bond is called odd if it has an odd numbers of branches.</p>
      <p>In 2021, Yang, Du and Xiong [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>] further considered the forbidden subgraphs for supereulerian of 2-edge-connected graphs satisfying that every odd branch bond of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> has an edge branch, and characterized all forbidden subgraphs for supereulerian.</p>
      <p><bold>Theorem 7.</bold>(Yang, Du and Xiong [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]) Let <inline-formula><mml:math><mml:mi> H </mml:mi></mml:math></inline-formula> be a connected graph of order at least three. Then every 2-edge-connected <inline-formula><mml:math><mml:mi> H </mml:mi></mml:math></inline-formula> -free graph <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> satisfying that every odd branch bond of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> has an edge branch is supereularian if and only if <inline-formula><mml:math><mml:mi> H </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an induced subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><bold>Theorem 8.</bold>(Yang, Du and Xiong [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]) Let <inline-formula><mml:math><mml:mi> R </mml:mi></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> be a pair of graphs and <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> be a 2-edge-connected graph satisfying that every odd branch bond of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> has an edge branch. Then every <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> S </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -free graph <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> of order at least 11 is supereulerian if and only if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> S </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:munder accentunder="true"><mml:mo> ≺ </mml:mo><mml:mo> _ </mml:mo></mml:munder><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> H </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Z </mml:mi><mml:mn> 6 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> B </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> B </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> W </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>The number of components of an even factor of a graph is a key parameter characterizing the sparsity of the even factor: when the number of components is 1, the even factor degenerates into an even cycle; when the number of components is at least 3, the structure tends to be complex. An even factor with exactly two components serves as an important intermediate case connecting single even cycles and even factors with multiple components, and studying its existence conditions can fill the gap in the classification research on the number of components of even factors. Meanwhile, it can serve as an intermediate target for algorithm optimization, and can also be used to design more efficient algorithms for determining the existence of an arbitrary even factor, thereby having direct application value for network reliability.</p>
      <p>Motivated by their results, we characterize all forbidden subgraphs for the existence of an even factor with exactly two components in a 2-edge-connected graph. The results as follows:</p>
      <p><bold>Theorem 9.</bold>Let <inline-formula><mml:math><mml:mi> H </mml:mi></mml:math></inline-formula> be a connected graph of order at least three, and <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> be a 2-edge-connected graph such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> satisfying that every odd branch-bond of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> has an edge branch. Then every <inline-formula><mml:math><mml:mi> H </mml:mi></mml:math></inline-formula> -free graph <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> has an even factor with exactly two components if and only if <inline-formula><mml:math><mml:mi> H </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an induced subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><bold>Theorem 10.</bold>Let <inline-formula><mml:math><mml:mi> R </mml:mi></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> be connected graphs such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> S </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≇ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Let <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> be a graph of order at least 10 such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and every odd branch-bond of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> has an edge branch. Then every <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> S </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -free graph <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> has an even factor with exactly two components if and only if (up to symmetry): </p>
      <p>1) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an induced subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ; </p>
      <p>2) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an induced subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Z </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> B </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>In what follows, we will prove the necessity and sufficiency parts of Theorems 9 and 10 in sections 2 and 3, respectively.</p>
    </sec>
    <sec id="sec2">
      <title>2. The Proof of Necessity Part of Theorems 9 and 10</title>
      <p>In this section, we construct sixteen classes of connected graphs which satisfy that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and every odd branch bond has an edge branch, but they contain no even factor with exactly two components, see <xref ref-type="fig" rid="fig2">Figure 2</xref>.</p>
      <fig id="fig2">
        <label>Figure 2</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405536-rId458.jpeg?20260126040439" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 2</bold><bold>.</bold> Some classes of graphs without an even factor with exactly two components.</p>
      <p><bold>Proof of the necessity of Theorem 9.</bold> It is obviously that each of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 16 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in <xref ref-type="fig" rid="fig2">Figure 2</xref> contains <inline-formula><mml:math><mml:mi> H </mml:mi></mml:math></inline-formula> as an induced subgraph and satisfies <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and every odd branch bond has an edge branch but it has no an even factor with exactly two components. Since the graphs <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , …, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 16 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> have no common induced cycle, without loss of generality, we assume that <inline-formula><mml:math><mml:mi> H </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an induced subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 7 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mi> H </mml:mi></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> K </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Note that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> K </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -free, <inline-formula><mml:math><mml:mi> H </mml:mi></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since the largest common induced path of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 16 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mi> H </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an induced subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . This completes proof of the necessity of Theorem 9.</p>
      <p><bold>Proof of the necessity of Theorem 10.</bold> Let <inline-formula><mml:math><mml:mi> R </mml:mi></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> be a pair of connected graphs of order at least three other than <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . It is obviously that each of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 16 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in <xref ref-type="fig" rid="fig2">Figure 2</xref> satisfies <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and every odd branch bond has an edge branch but that it has no an even factor with exactly two components. Each of them contains at least one of <inline-formula><mml:math><mml:mi> R </mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> as an induced subgraph, without loss of generality, we assume that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 7 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> contains <inline-formula><mml:math><mml:mi> R </mml:mi></mml:math></inline-formula> as an induced subgraph. Then <inline-formula><mml:math><mml:mi> R </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a tree or contains <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Now we distinguish the following two cases.</p>
      <p><bold>Case 1:</bold><inline-formula><mml:math><mml:mi> R </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a tree.</p>
      <p>First suppose that <inline-formula><mml:math><mml:mi> R </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a path. We note that the largest common induced path of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 7 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mi> R </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an induced subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> if <inline-formula><mml:math><mml:mi> R </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a path, which contradicts our assumption.</p>
      <p>Next we suppose that <inline-formula><mml:math><mml:mi> R </mml:mi></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> K </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . If <inline-formula><mml:math><mml:mi> R </mml:mi></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> K </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then we note that the graphs <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 6 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 11 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 12 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 14 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 15 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 16 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are 2-edge-connected and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> K </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -free, they contain <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> as an induced subgraph. Since the graphs <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 6 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 11 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 12 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 14 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 15 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 16 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> have no common cycle and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> K </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -free, <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a path. Note that the largest induced path of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an induced subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , contradiction. Thus, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> K </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since the graph <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is 2-edge-connected and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> K </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -free, it contains <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> as an induced subgraph, thus <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a path or contains a cycle. Since the largest induced path of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an induced subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Next we consider <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> contains a cycle. Note that the maximal induced cycle of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is triangle, <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> contains a triangle. Furthermore, <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> contains at most one triangle. Note that the maximal induced subgraph containing triangle in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Z </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> B </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an induced subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Z </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> B </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>Finally suppose that <inline-formula><mml:math><mml:mi> R </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a tree. Since the maximal induced subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 7 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we have <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Note that the graphs <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 6 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are 2-edge-connected and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -free, they must contain <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> as a common induced subgraph. Since the graphs <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 6 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> have no common induced cycle and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> K </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -free, <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> must be a path. Since the maximal induced path of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then the maximal common induced subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 6 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an induced subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , contradiction. Then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since the graph <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is 2-edge-connected and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -free, it contains <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> as an induced subgraph, thus <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a path or contains a cycle. Since the largest induced path of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an induced subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Next we consider <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> contains a cycle. Note that the maximal induced cycle of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is triangle, <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> contains a triangle. Furthermore, <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> contains at most one triangle. Note that the maximal induced subgraph containing triangle in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Z </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> B </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an induced subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Z </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> B </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . In fact, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> K </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an induced subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> K </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -free implies <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -free. Thus, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> S </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:munder accentunder="true"><mml:mo> ≺ </mml:mo><mml:mo> _ </mml:mo></mml:munder><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Z </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> B </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Case 2:</bold><inline-formula><mml:math><mml:mi> R </mml:mi></mml:math></inline-formula> contains an induced <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>First assume that <inline-formula><mml:math><mml:mi> R </mml:mi></mml:math></inline-formula> contains an induced <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Note that the graphs <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 13 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 14 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are 2-edge-connected and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -free, they must contain <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> as a common induced subgraph. Since the graphs <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 13 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 14 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> have no common induced cycle and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> K </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -free, <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> must be a path. Note that the maximal common induced path of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 13 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 14 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an induced subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . On the other hand, assume <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> S </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since the graphs <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 6 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 7 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 12 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -free and their maximal common induced subgraph containing <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mi> R </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an induced subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Thus, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> S </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:munder accentunder="true"><mml:mo> ≺ </mml:mo><mml:mo> _ </mml:mo></mml:munder><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>Finally suppose that <inline-formula><mml:math><mml:mi> R </mml:mi></mml:math></inline-formula> contains an induced <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Note that the graphs <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 6 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are 2-edge-connected and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -free, they must contain <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> as an common induced subgraph. Since the graphs <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 6 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> have no common induced cycle, <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a tree. Since the maximal induced path of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , if <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a path, <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an induced subgraph of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , contradiction. Then <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a tree. We note that the largest common induced subgraph the graphs <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 6 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> K </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . We assume that <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Note that the graph <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -free, <inline-formula><mml:math><mml:mi> R </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an induced subgraph <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . We note that the maximal induced subgraph containing a triangle in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Z </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> B </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Thus, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> S </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:munder accentunder="true"><mml:mo> ≺ </mml:mo><mml:mo> _ </mml:mo></mml:munder><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Z </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> B </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . This completes proof of the necessity of Theorem 10.</p>
    </sec>
    <sec id="sec3">
      <title>3. The Proof of Sufficiency Part of Theorems 9 and 10</title>
      <p>Before the start of this section, we still need some notations. Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be two spanning subgraphs of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> , and we can form the spanning subgraph <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> , whose vertex set is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and edge set is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . This graph is called the <italic>symmetric</italic><italic>difference</italic> of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Note that the symmetric difference of two even graphs remains an even graph. We denote the edge set of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> v </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> v </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> by <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> v </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>Let <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> be a connected graph admitting an even factor <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> with components <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> t </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , where <inline-formula><mml:math><mml:mi> e </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an edge with two end vertices in different components of <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> . Let <inline-formula><mml:math><mml:mi> C </mml:mi></mml:math></inline-formula> be an induced cycle of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> with at least one edge of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . For any edge <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> contained in a triangle, denoted by <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and exactly one vertex in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> that is not in <inline-formula><mml:math><mml:mi> C </mml:mi></mml:math></inline-formula> . Let </p>
      <disp-formula id="FD1">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mtext>Θ</mml:mtext>
              <mml:mi>F</mml:mi>
              <mml:mtext>Δ</mml:mtext>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>e</mml:mi>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:mi>E</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>C</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>:</mml:mo>
                <mml:mi>e</mml:mi>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>is</mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>contained</mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>in</mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>a</mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>triangle</mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mi>T</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>e</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>We also define an operation on the triangle <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> : </p>
      <disp-formula id="FD2">
        <mml:math>
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>F</mml:mi>
                  <mml:mi>C</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>T</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                        <mml:mi>b</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtable columnalign="left">
                      <mml:mtr columnalign="left">
                        <mml:mtd columnalign="left">
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>F</mml:mi>
                            <mml:mtext>Δ</mml:mtext>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>C</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mtd>
                        <mml:mtd columnalign="left">
                          <mml:mrow>
                            <mml:mtext>if</mml:mtext>
                            <mml:mtext>
                               
                            </mml:mtext>
                            <mml:mtext>either</mml:mtext>
                            <mml:mtext>
                               
                            </mml:mtext>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mi>b</mml:mi>
                            <mml:mo>∉</mml:mo>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>F</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mtext>
                               
                            </mml:mtext>
                            <mml:mtext>or</mml:mtext>
                            <mml:mtext>
                               
                            </mml:mtext>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>T</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mo>(</mml:mo>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mi>a</mml:mi>
                                    <mml:mi>b</mml:mi>
                                  </mml:mrow>
                                  <mml:mo>)</mml:mo>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>⊆</mml:mo>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>F</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mtd>
                      </mml:mtr>
                      <mml:mtr columnalign="left">
                        <mml:mtd columnalign="left">
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>F</mml:mi>
                            <mml:mtext>Δ</mml:mtext>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mo>(</mml:mo>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mi>E</mml:mi>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo>(</mml:mo>
                                      <mml:mi>C</mml:mi>
                                      <mml:mo>)</mml:mo>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mo>∪</mml:mo>
                                    <mml:mi>E</mml:mi>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo>(</mml:mo>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mi>T</mml:mi>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:mo>(</mml:mo>
                                          <mml:mrow>
                                            <mml:mi>a</mml:mi>
                                            <mml:mi>b</mml:mi>
                                          </mml:mrow>
                                          <mml:mo>)</mml:mo>
                                        </mml:mrow>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mo>)</mml:mo>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:mrow>
                                  <mml:mo>)</mml:mo>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>\</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mo>{</mml:mo>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mi>a</mml:mi>
                                    <mml:mi>b</mml:mi>
                                  </mml:mrow>
                                  <mml:mo>}</mml:mo>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mtd>
                        <mml:mtd columnalign="left">
                          <mml:mrow>
                            <mml:mtext>if</mml:mtext>
                            <mml:mtext>
                               
                            </mml:mtext>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mi>b</mml:mi>
                            <mml:mo>∈</mml:mo>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>F</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mtext>
                               
                            </mml:mtext>
                            <mml:mtext>and</mml:mtext>
                            <mml:mtext>
                               
                            </mml:mtext>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>E</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mo>(</mml:mo>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mi>T</mml:mi>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo>(</mml:mo>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mi>a</mml:mi>
                                        <mml:mi>b</mml:mi>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mo>)</mml:mo>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:mrow>
                                  <mml:mo>)</mml:mo>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>∩</mml:mo>
                                <mml:mi>E</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mo>(</mml:mo>
                                  <mml:mi>F</mml:mi>
                                  <mml:mo>)</mml:mo>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>≤</mml:mo>
                            <mml:mn>2.</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mtd>
                      </mml:mtr>
                    </mml:mtable>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mi> a </mml:mi></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mi> b </mml:mi></mml:math></inline-formula> are in the same components of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>An edge of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> is called a <italic>singular</italic> edge if it is not contained in any triangle. Otherwise, it is called <italic>nonsingular</italic>.</p>
      <p><bold>Lemma 11.</bold>Let <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> be a connected graph admitting an even factor. Let <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> be an even factor of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> with components <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> t </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that it contains as few components as possible. Then for any edge <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> v </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , it holds that: </p>
      <p>1) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is singular; </p>
      <p>2) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> v </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ∅ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><bold>Proof of Lemma 11.</bold><bold>1)</bold> We choose an even factor <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> with components <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> t </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that it contains components as few as possible. Then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> v </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Assume that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a nonsingular edge, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is contained in a triangle <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi><mml:mi> w </mml:mi><mml:mi> u </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> F </mml:mi><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi><mml:mi> w </mml:mi><mml:mi> u </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor with fewer components than <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> , contradiction.</p>
      <p><bold>2)</bold> Conversely, we assume there exist two distinct vertices <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> v </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> F </mml:mi><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> u </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor with fewer components than <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> , contradiction. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> □ </mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
      <p><bold>Proof of the sufficiency of Theorem 9.</bold> Let <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> be a <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -free graph. We choose an even factor <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> with components <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> t </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that it contains components as few as possible. Suppose that <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> has no even factor with exactly two components. Then the number of components <inline-formula><mml:math><mml:mi> t </mml:mi></mml:math></inline-formula> of any even factor satisfies <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor with exactly one component, so <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> E </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ∅ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then we may choose an induced cycle <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an even subgraph, the degree of <inline-formula><mml:math><mml:mi> x </mml:mi></mml:math></inline-formula> is even. Thus, there exist <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . However, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≅ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , a contradiction. Thus, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , which implies <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>To prove that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we assume that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then there is an edge <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> j </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> is 2-edge-connected, such an induced cycle <inline-formula><mml:math><mml:mi> C </mml:mi></mml:math></inline-formula> always exists. Then we choose an induced cycle <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊆ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊆ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊆ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By Lemma 11, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -free, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∉ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> F </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor with fewer components than <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> , such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> contains <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in the same component, a contradiction. Then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Without loss of generality, assume that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By lemma 11, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are singular, we can obtain <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ∅ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ∅ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ∅ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ∅ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊆ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊆ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊆ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By the choice of <inline-formula><mml:math><mml:mi> C </mml:mi></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ∅ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . We claim that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∉ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Otherwise, let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∉ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are in the same component. If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are in the same component. In this case, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has fewer components than <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> , a contradiction. However, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≅ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , a contradiction. Then, without loss of generality, we assume that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . We claim that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∉ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Otherwise, let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∉ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are in the same component. If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are in the same component. In this case, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has fewer components than <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> , a contradiction. However, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≅ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , a contradiction. This completes proof of the sufficiency of Theorem 9. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> □ </mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
      <p><bold>Proof of the sufficiency of Theorem 10.</bold> Let <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> be a 2-edge-connected graph. We may choose an even factor <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> with components <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> t </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that it contains components as few as possible. Suppose that <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> has no even factor with exactly two components. Then the number of components <inline-formula><mml:math><mml:mi> t </mml:mi></mml:math></inline-formula> of any even factor satisfies <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Before present the proofs 1), 2), we note that a cycle always existis, since <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> is 2-edge-connected and <inline-formula><mml:math><mml:mi> C </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an induced cycle. Then we can choose an induced cycle <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> l </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Next, we will prove parts 1) to 2) of Theorem 11, respectively.</p>
      <p><bold>1):</bold> Let <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> be a 2-edge-connected and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -free graph. Since <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -free, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By lemma 11, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor with exactly one component, so <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> E </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ∅ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then we may choose an induced cycle <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an even subgraph, the degree of <inline-formula><mml:math><mml:mi> x </mml:mi></mml:math></inline-formula> is even. Thus, there exist <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , there exist at least three additional distinct vertices such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≇ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊆ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . However, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≅ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , a contradiction. Thus, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , which implies <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Now we distinguish the following cases:</p>
      <p>To prove that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we assume that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Case (1):</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then there are two edges <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> j </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊆ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊆ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊆ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By applying Lemma <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 11 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we can obtain <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ∅ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ∅ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ∅ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ∅ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then we can choose an induced cycle <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are different components in <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> , then at least one of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mtext> Θ </mml:mtext><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∉ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> F </mml:mi><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor with fewer components than <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> which contains <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are all in the same component of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> F </mml:mi><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , a contradiction. Then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , without loss of generality, we assume that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Claim 1:</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is not adjacent to any vertex in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Proof:</bold> By contradiction, we first assume that there exists a vertex <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Applying lemma 11(1) to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we have <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ∅ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mi> C </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an induced cycle, is<inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ∅ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≇ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∉ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are in the same component. If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are in the same component. In this case, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has fewer components than <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> , which is a contradiction. This proves Claim 1. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> □ </mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
      <p>Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , there exist additional distinct vertices such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ∅ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . First suppose that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≅ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , a contradiction. Next suppose that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∉ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are in the same component. If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are in the same component. In this case, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has fewer components than <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> , a contradiction. By claim 1, we have <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≇ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∉ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≇ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≇ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∉ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . We suppose that there exists a vertex <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊆ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . We claim that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ∉ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Otherwise, let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∉ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are in the same component. If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are in the same component. In this case, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has fewer components than <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> , a contradiction. Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≇ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . However, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≅ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , a contradiction.</p>
      <p>Then, without loss of generality, we assume that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By the choice of <inline-formula><mml:math><mml:mi> C </mml:mi></mml:math></inline-formula> , we have <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∉ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≇ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊆ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . However, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≅ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , a contradiction.</p>
      <p><bold>Case</bold><bold>(2):</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 6 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 6 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then we can choose an induced cycle <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are different components in <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> , then at least one of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . First suppose that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By applying Lemma 11 to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we have <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≇ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . However, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≅ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , a contradiction. Then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By applying Lemma 11 to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we have <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≇ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . However, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≅ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , a contradiction.</p>
      <p><bold>Case</bold><bold>(3):</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 7 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 7 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then we can choose an induced cycle <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By the choice of <inline-formula><mml:math><mml:mi> C </mml:mi></mml:math></inline-formula> , without loss of generality, we assume that at least one of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∉ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> F </mml:mi><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor with fewer components than <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> , a contradiction. Thus, both <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false"> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . We assume that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∉ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Conversely, let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∉ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are in the same component. If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are in the same component. In this case, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has fewer components than <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> , a contradiction. Next, suppose that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∉ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false"> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , there exist additional distinct vertices such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≇ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∉ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ∉ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Otherwise, let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∉ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are in the same component. If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are in the same component. In this case, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has fewer components than <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> , a contradiction. Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≇ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . However, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≅ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , a contradiction. Then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊆ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>First suppose that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are in the same component such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊆ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≇ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By applying lemma 12 to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . However, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≅ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , a contradiction. Next suppose that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are in the different component such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since<inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≇ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . However, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has fewer components than <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> , a contradiction.</p>
      <p><bold>Case (4):</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then at least one of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By symmetry, if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By applying Lemma 12 to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we have <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≇ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊆ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . However, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≅ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , a contradiction. Then, up to symmetry, that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By applying Lemma 11 to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we have <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≇ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . However, let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∉ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are in the same component. If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are in the same component. In this case, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has fewer components than <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> , a contradiction.</p>
      <p><bold>2):</bold> Let <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> be a 2-edge-connected and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> S </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -free graph, where <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Z </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> B </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -free, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By lemma 11, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor with exactly one component, so <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> E </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ∅ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then we may choose an induced cycle <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an even subgraph, the degree of <inline-formula><mml:math><mml:mi> x </mml:mi></mml:math></inline-formula> is even. Thus, there exist <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , there exist additional distinct vertices such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≇ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≇ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≇ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . However, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≅ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ; <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≅ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Z </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ; <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≅ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> B </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ; <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≅ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , a contradiction. Thus, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , which implies <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>We prove that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , by contradiction, assume that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then we choose an induced cycle <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By the choice of <inline-formula><mml:math><mml:mi> C </mml:mi></mml:math></inline-formula> , without loss of generality, we assume that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Suppose that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⊆ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⊆ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⊆ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By lemma 11 to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we have that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ∅ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ∅ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ∅ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is minimized and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> d </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is also minimized. Then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . However, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≅ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , a contradiction. Now suppose that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≇ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has fewer components than <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> , a contradiction. Thus, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Now we distinguish the following claim.</p>
      <p><bold>Claim 2:</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a clique, for any singular edge <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mi> G </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Proof:</bold> By contradiction, we assume that there exist two distinct vertices <inline-formula><mml:math><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊆ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≇ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . First assume that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By the choice of <inline-formula><mml:math><mml:mi> C </mml:mi></mml:math></inline-formula> , we have <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ‴ </mml:mo></mml:msup><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . However, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ‴ </mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≅ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , a contradiction. Next assume that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . However, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ‴ </mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≅ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , a contradiction. Thus, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a clique, which implies <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> □ </mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
      <p>By lemma 11, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By claim 2, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mi> G </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> s </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for any <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> s </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> s </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> l </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By the choice of <inline-formula><mml:math><mml:mi> C </mml:mi></mml:math></inline-formula> , it is known that there are at most <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> l </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> vertices with degree two in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , which implies <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> l </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> l </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> d </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> d </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> l </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> d </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> d </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Thus, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊆ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊆ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By claim 2, we have a vertex <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> u </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> l </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> u </mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> l </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , which implies <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mi> G </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> l </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . This contradicts that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mi> G </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> l </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> l </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Now we distinguish the following cases.</p>
      <p><bold>Case (1):</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 6 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 6 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are different components in <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> , then at least one of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . First assume that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By claim 2, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is in a triangle <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor with fewer components than <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> , a contradiction.</p>
      <p><bold>Case (2):</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 7 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 7 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are different components in <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> , then at least one of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> l </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , which implies <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mi> G </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> s </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for each <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> s </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . First assume that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By claim 2, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is in a triangle <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false"> ( </mml:mo><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor with fewer components than <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> , a contradiction. Next assume that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Furthermore, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor with fewer components than <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> , a contradiction. Then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Thus, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false"> ( </mml:mo><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor with fewer components than <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> , a contradiction.</p>
      <p><bold>Case (3):</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> l </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . We distinguish the following two cases.</p>
      <p><bold>Subcase (1):</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are different components in <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> , by the choice of <inline-formula><mml:math><mml:mi> C </mml:mi></mml:math></inline-formula> , then at least one of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . First suppose that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By claim 2, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is in a triangle <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false"> ( </mml:mo><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor with fewer components than <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> , a contradiction. Furthermore, at least one of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is nonsingular, this implies that there exist triangles <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false"> ( </mml:mo><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false"> ( </mml:mo><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false"> ( </mml:mo><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false"> ( </mml:mo><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor with fewer components than <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> , a contradiction. Next suppose that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By claim 2, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is in a triangle <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mi> C </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an even factor with fewer components than <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> , a contradiction.</p>
      <p><bold>Subcase (1):</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>It suffices to consider when <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . First suppose that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then at least one of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are in the same component <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . We assume that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then there exists a vertex <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By claim 2, we have <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . This contradiction implies that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mi> G </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and there exists a vertex <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By claim 2, we have <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , contradicting <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mi> G </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>Now suppose that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then at least one of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then there exists a vertex <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By claim 2, we have <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . This contradiction implies that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mi> G </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Thus, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∉ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊆ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By claim 2, we have <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊆ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Take a vertex <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has no neighbors other than <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Otherwise, we assume that there exist a vertex <inline-formula><mml:math><mml:msup><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≇ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , contradicting <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mi> G </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . However, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≅ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ; <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≅ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Z </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ; <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≅ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> B </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ; <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≅ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , a contradiction. Thus, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , which implies <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . This completes proof of the sufficiency of Theorem 10. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> □ </mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
    </sec>
    <sec id="sec4">
      <title>4. Concluding Remarks</title>
      <p>Determining whether a graph is supereulerian is NP-hard, so we often study this problem through even factors. It is obviously that graphs <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> containing an even factor satisfy <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and every odd branch-bond of <inline-formula><mml:math><mml:mi> G </mml:mi></mml:math></inline-formula> has an edge branch. What conditions must a graph satisfy for the converse to hold? In this paper, we study this converse by forbidden subgraphs, and characterize all forbidden subgraphs for the existence of an even factor with exactly two components in a 2-edge-connected graph.</p>
    </sec>
    <sec id="sec5">
      <title>Acknowledgements</title>
      <p>This work was supported by 2025 Natural Science Foundation of Qinghai Province (No. 2025-ZJ-902T).</p>
    </sec>
  </body>
  <back>
    <ref-list>
      <title>References</title>
      <ref id="B1">
        <label>1.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Bondy, J.A. and Murty, U.S.R. (1976) Graph Theory with Applications. Macmillan, Elsevier.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Bondy, J.A.</string-name>
              <string-name>Murty, U.S.R.</string-name>
              <string-name>Macmillan, E</string-name>
            </person-group>
            <year>1976</year>
            <article-title>Graph Theory with Applications</article-title>
            <source>Macmillan</source>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B2">
        <label>2.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Karp, R.M. (1972) Reducibility among Combinatorial Problems. In: Miller, R.E., Thatcher, J.W. and Bohlinger, J.D., Eds., <italic>Complexity</italic><italic>of</italic><italic>Computer</italic><italic>Computations</italic>, Springer, 85-103. https://doi.org/10.1007/978-1-4684-2001-2_9 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-1-4684-2001-2_9</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/978-1-4684-2001-2_9">https://doi.org/10.1007/978-1-4684-2001-2_9</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Karp, R.M.</string-name>
              <string-name>Miller, R.E.</string-name>
              <string-name>Thatcher, J.W.</string-name>
              <string-name>Bohlinger, J.D.</string-name>
              <string-name>Computations, S</string-name>
            </person-group>
            <year>1972</year>
            <article-title>Reducibility among Combinatorial Problems</article-title>
            <source>In: Miller</source>
            <volume>85</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-1-4684-2001-2_9</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B3">
        <label>3.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Pulleyblank, W.R. (1979) A Note on Graphs Spanned by Eulerian Graphs. <italic>Journal</italic><italic>of</italic><italic>Graph</italic><italic>Theory</italic>, 3, 309-310. https://doi.org/10.1002/jgt.3190030316 <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/jgt.3190030316</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1002/jgt.3190030316">https://doi.org/10.1002/jgt.3190030316</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Pulleyblank, W.R.</string-name>
            </person-group>
            <year>1979</year>
            <article-title>A Note on Graphs Spanned by Eulerian Graphs</article-title>
            <source>Journal of Graph Theory</source>
            <volume>3</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/jgt.3190030316</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B4">
        <label>4.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="thesis">Bedrossian, P. (1991) Forbidden Subgraph and Minimum Degree Conditions for Hamiltonicity. Ph.D. Thesis, Memphis State University.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="thesis">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Bedrossian, P.</string-name>
              <string-name>Thesis, M</string-name>
            </person-group>
            <year>1991</year>
            <article-title>Forbidden Subgraph and Minimum Degree Conditions for Hamiltonicity</article-title>
            <source>Ph.D. Thesis</source>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B5">
        <label>5.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Faudree, R.J. and Gould, R.J. (1997) Characterizing Forbidden Pairs for Hamiltonian Properties. <italic>Discrete</italic><italic>Mathematics</italic>, 173, 45-60. https://doi.org/10.1016/s0012-365x(96)00147-1 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s0012-365x(96)00147-1</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/s0012-365x(96)00147-1">https://doi.org/10.1016/s0012-365x(96)00147-1</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Faudree, R.J.</string-name>
              <string-name>Gould, R.J.</string-name>
            </person-group>
            <year>1997</year>
            <article-title>Characterizing Forbidden Pairs for Hamiltonian Properties</article-title>
            <source>Discrete Mathematics</source>
            <volume>173</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s0012-365x(96)00147-1</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B6">
        <label>6.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Lai, H. (1995) Supereulerian Graphs and Excluded Induced Minors. <italic>Discrete</italic><italic>Mathematics</italic>, 146, 133-143. https://doi.org/10.1016/0012-365x(94)00159-7 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0012-365x(94)00159-7</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/0012-365x(94)00159-7">https://doi.org/10.1016/0012-365x(94)00159-7</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Lai, H.</string-name>
            </person-group>
            <year>1995</year>
            <article-title>Supereulerian Graphs and Excluded Induced Minors</article-title>
            <source>Discrete Mathematics</source>
            <volume>146</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0012-365x(94)00159-7</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B7">
        <label>7.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Tutte, W.T. (1947) The Factorization of Linear Graphs. <italic>Journal</italic><italic>of</italic><italic>the</italic><italic>London</italic><italic>Mathematical</italic><italic>Society</italic>, 1, 107-111. https://doi.org/10.1112/jlms/s1-22.2.107 <pub-id pub-id-type="doi">10.1112/jlms/s1-22.2.107</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1112/jlms/s1-22.2.107">https://doi.org/10.1112/jlms/s1-22.2.107</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Tutte, W.T.</string-name>
            </person-group>
            <year>1947</year>
            <article-title>The Factorization of Linear Graphs</article-title>
            <source>Journal of the London Mathematical Society</source>
            <volume>1</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1112/jlms/s1-22.2.107</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B8">
        <label>8.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Gallai, T. (1950) On Factorisation of Graphs. <italic>Acta</italic><italic>Mathematica</italic><italic>Academiae</italic><italic>Scientiarum</italic><italic>Hungaricae</italic>, 1, 133-153. https://doi.org/10.1007/bf02022560 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/bf02022560</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/bf02022560">https://doi.org/10.1007/bf02022560</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Gallai, T.</string-name>
            </person-group>
            <year>1950</year>
            <article-title>On Factorisation of Graphs</article-title>
            <source>Acta Mathematica Academiae Scientiarum Hungaricae</source>
            <volume>1</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/bf02022560</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B9">
        <label>9.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Plummer, M.D. (2007) Graph Factors and Factorization: 1985-2003: A Survey. <italic>Discrete</italic><italic>Mathematics</italic>, 307, 791-821. https://doi.org/10.1016/j.disc.2005.11.059 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.disc.2005.11.059</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.disc.2005.11.059">https://doi.org/10.1016/j.disc.2005.11.059</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Plummer, M.D.</string-name>
            </person-group>
            <year>2007</year>
            <article-title>Graph Factors and Factorization: 1985-2003: A Survey</article-title>
            <source>Discrete Mathematics</source>
            <volume>307</volume>
            <fpage>1985</fpage>
            <lpage>2003</lpage>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.disc.2005.11.059</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B10">
        <label>10.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Xiong, L. (2008) The Existence of Even Factors in Iterated Line Graphs. <italic>Discrete</italic><italic>Mathematics</italic>, 308, 5891-5894. https://doi.org/10.1016/j.disc.2007.10.043 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.disc.2007.10.043</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.disc.2007.10.043">https://doi.org/10.1016/j.disc.2007.10.043</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Xiong, L.</string-name>
            </person-group>
            <year>2008</year>
            <article-title>The Existence of Even Factors in Iterated Line Graphs</article-title>
            <source>Discrete Mathematics</source>
            <volume>308</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.disc.2007.10.043</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B11">
        <label>11.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Xiong, L. (2017) Characterization of Forbidden Subgraphs for the Existence of Even Factors in a Graph. <italic>Discrete</italic><italic>Applied</italic><italic>Mathematics</italic>, 223, 135-139. https://doi.org/10.1016/j.dam.2017.02.015 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.dam.2017.02.015</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.dam.2017.02.015">https://doi.org/10.1016/j.dam.2017.02.015</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Xiong, L.</string-name>
            </person-group>
            <year>2017</year>
            <article-title>Characterization of Forbidden Subgraphs for the Existence of Even Factors in a Graph</article-title>
            <source>Discrete Applied Mathematics</source>
            <volume>223</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.dam.2017.02.015</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B12">
        <label>12.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Lv, S. and Xiong, L. (2017) Forbidden Pairs for Spanning (Closed) Trails. <italic>Discrete</italic><italic>Mathematics</italic>, 340, 1012-1018. https://doi.org/10.1016/j.disc.2017.01.009 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.disc.2017.01.009</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.disc.2017.01.009">https://doi.org/10.1016/j.disc.2017.01.009</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Lv, S.</string-name>
              <string-name>Xiong, L.</string-name>
            </person-group>
            <year>2017</year>
            <article-title>Forbidden Pairs for Spanning (Closed) Trails</article-title>
            <source>Discrete Mathematics</source>
            <volume>340</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.disc.2017.01.009</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B13">
        <label>13.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Yang, X., Du, J. and Xiong, L. (2021) Forbidden Subgraphs for Supereulerian and Hamiltonian Graphs. <italic>Discrete</italic><italic>Applied</italic><italic>Mathematics</italic>, 288, 192-200. https://doi.org/10.1016/j.dam.2020.08.034 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.dam.2020.08.034</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.dam.2020.08.034">https://doi.org/10.1016/j.dam.2020.08.034</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Yang, X.</string-name>
              <string-name>Du, J.</string-name>
              <string-name>Xiong, L.</string-name>
            </person-group>
            <year>2021</year>
            <article-title>Forbidden Subgraphs for Supereulerian and Hamiltonian Graphs</article-title>
            <source>Discrete Applied Mathematics</source>
            <volume>288</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.dam.2020.08.034</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
    </ref-list>
  </back>
</article>