<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" article-type="research-article">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Appl. Math. Stat.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Applied Mathematics and Statistics</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Appl. Math. Stat.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2297-4687</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fams.2025.1519577</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Applied Mathematics and Statistics</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Laplacian spectra and structural insights: applications in chemistry and network science</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name><surname>Raza</surname> <given-names>Ali</given-names></name>
<xref ref-type="corresp" rid="c001"><sup>&#x0002A;</sup></xref>
<uri xlink:href="http://loop.frontiersin.org/people/2877119/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/conceptualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/visualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-original-draft/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Mobeen Munir</surname> <given-names>Muhammad</given-names></name>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/software/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/supervision/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-review-editing/"/>
</contrib>
</contrib-group>
<aff><institution>Department of Mathematics, University of the Punjab</institution>, <addr-line>Lahore</addr-line>, <country>Pakistan</country></aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by"><p>Edited by: Gang Ren, The Molecular Foundry, Berkeley Lab (DOE), United States</p></fn>
<fn fn-type="edited-by"><p>Reviewed by: Ahmad Qazza, Zarqa University, Jordan</p>
<p>Nadeem Ur Rehman, Aligarh Muslim University, India</p></fn>
<corresp id="c001">&#x0002A;Correspondence: Ali Raza <email>alleerazza786&#x00040;gmail.com</email></corresp>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>13</day>
<month>06</month>
<year>2025</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2025</year>
</pub-date>
<volume>11</volume>
<elocation-id>1519577</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>01</day>
<month>11</month>
<year>2024</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>05</day>
<month>05</month>
<year>2025</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#x000A9; 2025 Raza and Mobeen Munir.</copyright-statement>
<copyright-year>2025</copyright-year>
<copyright-holder>Raza and Mobeen Munir</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/"><p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p></license>
</permissions>
<abstract>
<p>This paper presents the practical applications of Laplacian and signless Laplacian spectra across various fields including theoretical chemistry, computer science, electrical engineering, and complex network analysis. By focusing on the spectrum-based evaluation of generalized mesh network and ladder graphs, the research aims to uncover valuable relationships with the structural properties of real-world networks. The study not only explores the theoretical underpinnings but also applies these spectra to calculate essential network measures such as mean-first passage time, average path length, spanning trees, and spectral radius. These analyses offer a deeper understanding of how graph spectra influence network characteristics, enriching our ability to predict and analyze complex networks. This comprehensive approach enhances our knowledge across multiple scientific disciplines, facilitating more informed predictions about drugs infrastructure.</p></abstract>
<kwd-group>
<kwd>Laplacian spectrum</kwd>
<kwd>spectral radius</kwd>
<kwd>Kirchhoff index</kwd>
<kwd>network stability</kwd>
<kwd>first passage time</kwd>
</kwd-group>
<counts>
<fig-count count="2"/>
<table-count count="3"/>
<equation-count count="80"/>
<ref-count count="61"/>
<page-count count="14"/>
<word-count count="8516"/>
</counts>
<custom-meta-wrap>
<custom-meta>
<meta-name>section-at-acceptance</meta-name>
<meta-value>Mathematical Physics</meta-value>
</custom-meta>
</custom-meta-wrap>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec sec-type="intro" id="s1">
<title>1 Introduction</title>
<p>Spectral graph theory is an important part of algebraic graph theory which mainly utilizes matrix theory, polynomial theory, and combinatorial methods to study the different spectra (or ranges of values) that come from graphs. Furthermore, spectral theory investigates how these spectra are connected to the structure and properties of graphs. It links the algebraic (math-based) aspects of graphs to their topological (shape-based) aspects. By studying how a graph&#x00027;s spectrum relates to its structure, we can not only better understand these graphs but also find useful applications in areas like improving networks, designing computer circuits, and solving operational problems. Some key areas of study in spectral theory include the adjacency spectrum, Laplacian spectrum, signless-Laplacian spectrum, and distance spectrum of graphs. Among these, the Laplacian spectrum is the most studied and produces the most results. Studying the Laplacian spectrum is not only valuable for theoretical knowledge but also has many uses in chemistry, physics, complex networks, and electronic engineering. Over the last few decades, significant attention has been given to examining the structure of graphs, along with their spectral, topological, and combinatorial characteristics. Laplacian eigenvalues have proven useful in identifying various graph invariants, including the Kirchhoff index, global mean-first passage time, and the count of spanning trees. Typically, the characteristic polynomial and spectrum of the graph matrix for certain graph operations, such as the complement, union, Cartesian product, direct product, and strong product, can be derived from the factor graphs. Since complex molecular graphs can be effectively described using graph operations, it is feasible to represent the properties of these complex molecular graphs through the invariants of their factor graphs.</p>
<p>From the perspective of spectral graph theory, numerous structural features and dynamic behaviors of graphs have been investigated. The literature on spectral graph theory covers diverse aspects of Laplacian matrices across different graph structures. Merris provides a comprehensive survey, discussing the Laplacian matrix&#x00027;s spectrum, algebraic connectivity, and applications in areas such as chemistry [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]. Hong and Zhang investigate Laplacian eigenvalues in simple and bipartite graphs, establishing key bounds and structural insights, particularly for trees and regular graphs [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>]. Agaev and Chebotarev (2006) extended the study to weighted directed graphs, exploring the connections between Laplacian and stochastic matrices and their semiconvergent properties [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>]. Rojo and Soto focused on unweighted rooted trees, analyzing the eigenvalues of adjacency and Laplacian matrices based on symmetric tridiagonal matrices [<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>]. Ding and Jiang investigate the spectral norms and eigenvalue distributions of random graph matrices, revealing key convergence behaviors aligned with Wigner&#x00027;s semi-circular law [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>]. Wu extends the use of Laplacian matrices into quantum mechanics, exploring conditions for separability in weighted graphs [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>]. Kaveh and Rahami (2006) focus on the eigenvalues and eigenvectors of graph products, presenting efficient methods for solving eigenproblems in structural mechanics, especially for Cartesian and lexicographic products [<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>]. Spielman emphasizes the significance of Laplacian matrices in algorithm design, highlighting their role in fast solutions for linear equations and their application to graph theory through innovations like graph sparsifiers and local clustering [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>].</p>
<p>In 2012, Estrada introduced path Laplacian matrices as a new concept that generalized the combinatorial Laplacian and applied them to consensus analysis in networks, thus showing its potential for enhancing network synchronization and other applications [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>]. In their 2013 publication, Krishnan et al. came up with a novel scheme of multi-level preconditioning for Laplacian matrices used in computer graphics which resulted in substantial performance benefits in applications such as image colorization and mesh processing [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>]. Another similar work by Dong et al. aimed toward exploring laplacian matrix learning for smooth graph signal representation that contributed to advancement in graph signal processing [<xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>]. Pirani and Sundaram analyzed the smallest eigenvalue properties of grounded Laplacian matrices giving out insights into spectral graph theory and its applications [<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>]. Efficient methods have been developed by Bergamaschi and Mart&#x000ED;nez to approximate the generalized inverse of Laplacian matrices which are important when solving large scale graph problems [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]. Recent research on Laplacian matrices has led to notable advancements. In 2016, Jog and Kotambari analyzed the spectra of coalesced complete graphs, studying the adjacency, Laplacian, and signless Laplacian energies to understand their spectral properties and applications [<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>]. Moving to 2018, Bandeira explored random Laplacian matrices, revealing that the largest eigenvalue often approximates the largest diagonal entry, with implications for convex relaxation techniques and Erdos-R&#x000E9;nyi graph connectivity thresholds [<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>]. Li provided insights into the constrained Rayleigh quotient for eigen-balanced Laplacian matrices, which proved valuable for cooperative control problems and convergence rates in consensus protocols [<xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>]. The work by Bergamaschi and Bozzo focused on comparing algorithms for computing the smallest eigenpairs of graph Laplacians, including the Implicitly Restarted Lanczos Method and Jacobi-Davidson method, particularly for large, sparse networks [<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>]. Zhou et al. introduced an optimal neighborhood multi-view spectral clustering algorithm, which enhances clustering performance by effectively combining first-order and high-order Laplacian matrices [<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>]. Hermann and Konigorski addressed the optimization of edge weights in directed graph Laplacians to achieve desired spectral properties [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>].</p>
<p>In 2019, Alhevaz et al. explored the Brouwer-type conjecture related to the eigenvalues of the distance signless Laplacian matrix. Their findings provided bounds for the sums of the largest and smallest eigenvalues, applying these results to graphs with specific diameters and transmission properties [<xref ref-type="bibr" rid="B20">20</xref>]. Moving forward to 2022, Ganie and Shang investigated the spectral radius and energy of the signless Laplacian matrix of digraphs, proposing new lower bounds and characterizing extremal digraphs based on vertex degrees and walk lengths [<xref ref-type="bibr" rid="B21">21</xref>]. Also in 2022, Morbidi examined matrix functions of the Laplacian matrix and their applications to distributed formation control, showing how these functions can enhance performance and flexibility in consensus protocols [<xref ref-type="bibr" rid="B22">22</xref>]. Recent studies have significantly advanced our understanding of various Laplacian matrices and their applications. In 2021, Reinhart introduced the normalized distance Laplacian matrix, offering new insights into its spectral properties and connections with the normalized Laplacian matrix. The study showed that this matrix has fewer cospectral pairs compared to other matrices [<xref ref-type="bibr" rid="B23">23</xref>]. The same year, Chakrabarty et al. explored the spectral properties of adjacency and Laplacian matrices in inhomogeneous Erd&#x000F5;s-R&#x000E9;nyi random graphs. Their work detailed the empirical spectral distributions and their convergence to deterministic limits [<xref ref-type="bibr" rid="B24">24</xref>].</p>
<p>The paper by Alazemi et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B25">25</xref>] explores chain graphs, a specific class of bipartite graphs, with unique Laplacian eigenvalues. The authors provide structural insights, degree constraints, and analyze the eigenspaces of these graphs. Notably, they highlight conditions such as the absence of vertex triplets sharing identical neighborhoods and propose applications in Laplacian dynamics, including the controllability of multi-agent systems. Meanwhile, An&#x00111;eli&#x00107; et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B26">26</xref>] introduce a family of tridiagonal matrices with eigenvalues as perfect squares, applying this result to analyze the Laplacian controllability of half graphs, a subclass of chain graphs, further advancing the understanding of spectral graph theory. The authors in [<xref ref-type="bibr" rid="B28">28</xref>] investigate the Laplacian controllability of graphs formed using standard graph products, including joins, Cartesian, tensor, and strong products. The study provides theoretical insights and introduces an iterative method to construct infinite families of controllable Laplacian pairs. Additionally, An&#x00111;eli&#x00107; et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B29">29</xref>] focus on the Q-index, the largest eigenvalue of the signless Laplacian matrix, for connected graphs with fixed order and size. The authors derive spectral bounds for the Q-index of nested split graphs, offering both theoretical results and computational comparisons to improve understanding of spectral properties in graph theory.</p>
<p>More recently, in 2023, Bapat et al. extended the concept of bipartite matrices by examining the bipartite Laplacian matrix of nonsingular trees. They provided a combinatorial description of this matrix and established several key identities [<xref ref-type="bibr" rid="B27">27</xref>]. Additionally, Mallik expanded the Matrix Tree Theorem to signed graphs, introducing a new oriented incidence matrix and offering a combinatorial formula for the determinant of the signless net Laplacian matrix [<xref ref-type="bibr" rid="B30">30</xref>]. Raza et al. focused on generalized prism graphs and found that spectral analysis helps measure network features like passage time and path length [<xref ref-type="bibr" rid="B31">31</xref>]. Raza and Munir extended this by showing how Laplacian and signless Laplacian spectra can be used to understand network properties and predict behaviors in various fields [<xref ref-type="bibr" rid="B32">32</xref>]. In a later study, Raza et al. applied these methods to torus grid graphs, deriving key network measures and improving our knowledge of network structures [<xref ref-type="bibr" rid="B33">33</xref>].</p>
<p>We define a path of length &#x003B1;<sub><italic>m</italic></sub> &#x02208; &#x02115; as the graph <italic>P</italic><sub>&#x003B1;<sub><italic>m</italic></sub></sub> that has vertex set <italic>V</italic> &#x0003D; {<italic>v</italic> &#x02208; &#x02115; : 0 &#x02264; <italic>v</italic> &#x02264; &#x003B1;<sub><italic>m</italic></sub>} and where two vertices determine an edge if and only if |<italic>v</italic><sub><italic>i</italic></sub>&#x02212;<italic>v</italic><sub><italic>j</italic></sub>| &#x0003D; 1 for <italic>v</italic><sub><italic>i</italic></sub>, <italic>v</italic><sub><italic>j</italic></sub> &#x02208; <italic>V</italic>. Then, a mesh network graph <inline-formula><mml:math id="M1"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, often known as two-dimensional lattice graph or grid graph, is defined as the Cartesian product <inline-formula><mml:math id="M2"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x022A1;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, exhibits a total of 2<italic>mn</italic>&#x02212;<italic>m</italic>&#x02212;<italic>n</italic> &#x0003D; (<italic>m</italic>&#x02212;1)<italic>n</italic>&#x0002B;(<italic>n</italic>&#x02212;1)<italic>m</italic> edges, reflecting the combined count of horizontal and vertical edges. Simultaneously, <inline-formula><mml:math id="M3"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> boasts <italic>mn</italic> vertices, aligning with the Cartesian product of the vertex sets of <italic>P</italic><sub><italic>m</italic></sub> and <italic>P</italic><sub><italic>n</italic></sub>. The mentioned graph operation have gained significant attention in the field of graph theory and computer science. These graphs are widely used to model spatial relationships and connectivity in various applications, such as computer networks, image processing, and computational geometry. The study of grid graphs has evolved over the years, with researchers exploring their properties, algorithms, and applications. Harel and Sardashti [<xref ref-type="bibr" rid="B34">34</xref>] presented a comprehensive analysis of the structural characteristics of mesh network graph, highlighting their regularity and symmetry. Smith et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B35">35</xref>] investigated efficient algorithms for computing shortest paths in mesh network graphs, providing valuable insights into optimizing navigation in grid-based environments. Additionally, Chen and Du [<xref ref-type="bibr" rid="B36">36</xref>] explored the application of <inline-formula><mml:math id="M4"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> in wireless sensor networks, showcasing their relevance in practical scenarios. Recent work by Hinz and Holz auf der Heide [<xref ref-type="bibr" rid="B35">35</xref>] delved into the dynamic aspects, addressing challenges related to real-time updates and adaptability. Furthermore, the survey by Kumar et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B37">37</xref>] offers a holistic overview of mesh network graph applications and algorithmic advancements. Building on earlier research about mesh network graphs and their spectra, our study thoroughly examined the Adjacency et al. Laplacian spectra of <inline-formula><mml:math id="M5"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. We didn&#x00027;t just calculate these spectra; we also applied them to real-world network analysis. Using our results, we computed important network measures such as graph energies, Kirchhoff index, mean-first passage time, path length, spanning trees, and spectral radius. This approach aimed to give a deeper insight into the properties of <inline-formula><mml:math id="M6"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, such as its connectivity, resilience, and efficiency. In this section, we review key findings from earlier studies that relate to the solutions discussed in this paper. This study distinguishes itself by conducting a comprehensive spectral analysis of generalized mesh networks, focusing on the adjacency, Laplacian, and signless Laplacian spectra to derive explicit expressions for critical network parameters such as the Kirchhoff index, spectral radius, average path length, global mean first passage time, graph energies, and the number of spanning trees. While previous research has applied spectral methods to various network types, such as torus networks and categorical product networks, your work uniquely emphasizes generalized mesh networks, providing detailed spectral characterizations that enhance the understanding of their structural and dynamic properties. The complete structure of our article is presented hierarchically in <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref>. By presenting results graphically, your study offers clear visualizations of how these parameters vary with network dimensions, facilitating deeper insights into their interplay and impact. This approach not only broadens the applicability of spectral methods but also offers a robust framework for exploring and optimizing complex real-world networks, thereby contributing valuable perspectives across multiple scientific disciplines.</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>Figure 1</label>
<caption><p>Structuring the research: a detailed map of the paper&#x00027;s content.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-11-1519577-g0001.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s2">
<title>2 Preliminaries</title>
<p>Before discussing graph-based matrices and the related lemmas associated with the Kronecker product, let&#x00027;s first revisit the notion of &#x003C8;-sum graphs. Let $ &#x0003D; (<italic>V</italic>($), <italic>E</italic>($)) be a simple undirected graph, where <italic>V</italic>($) represents its vertex set and <italic>E</italic>($) represents its edge set. The number of vertices in $ is denoted by |<italic>V</italic>($)|, and the number of edges is denoted by |<italic>E</italic>($)|. If an edge <italic>e</italic> connects two vertices <italic>u</italic> and <italic>v</italic>, the edge <italic>uv</italic> can also be referred to as <italic>e</italic>. For a given vertex <italic>v</italic> &#x02208; <italic>V</italic>($), its neighborhood in $, denoted by <italic>N</italic><sub>$</sub>(<italic>v</italic>), is the set of vertices adjacent to <italic>v</italic>, specifically <italic>N</italic><sub>$</sub>(<italic>v</italic>) &#x0003D; {<italic>u</italic> &#x02208; <italic>V</italic>($)&#x02223;<italic>uv</italic> &#x02208; <italic>E</italic>($)}. The degree of a vertex <italic>v</italic>, symbolized as <italic>d</italic><sub>$</sub>(<italic>v</italic>), is the number of vertices in its neighborhood, i.e., <italic>d</italic><sub>$</sub>(<italic>v</italic>) &#x0003D; |<italic>N</italic><sub>$</sub>(<italic>v</italic>)|.</p>
<p>Definition 1. The diagonal matrix is defined as <inline-formula><mml:math id="M7"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mi>$</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle class="text"><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">diag</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for <italic>i</italic> &#x0003D; <italic>j</italic> and the Laplacian matrix <inline-formula><mml:math id="M8"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mi>$</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mi>$</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mi>$</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is defined by the subtraction of the adjacency matrix from the diagonal matrix of vertex degrees. Elaborating in matrix form, <inline-formula><mml:math id="M9"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mi>$</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is defined as:</p>
<disp-formula id="E1"><mml:math id="M10"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x02112;</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mtext>$</mml:mtext><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><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:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;for&#x000A0;all&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x022B5;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;for&#x000A0;all&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;for&#x000A0;all&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x022ED;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Lemma 1. Let <italic>E</italic> &#x02208; <italic>M</italic><sub><italic>p, p</italic></sub>(<italic>G</italic>), <italic>F</italic> &#x02208; <italic>M</italic><sub><italic>p, q</italic></sub>(<italic>G</italic>), <italic>G</italic> &#x02208; <italic>M</italic><sub><italic>q, p</italic></sub>(<italic>G</italic>), <italic>H</italic> &#x02208; <italic>M</italic><sub><italic>q, q</italic></sub>(<italic>G</italic>) with <italic>H</italic> being invertible, such that</p>
<disp-formula id="E2"><mml:math id="M11"><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><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:mi>E</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mi>F</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mi>G</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mi>H</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Then,</p>
<disp-formula id="E3"><mml:math id="M12"><mml:mo class="qopname">det</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo class="qopname">det</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo class="qopname">det</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>F</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Lemma 2. Let <italic>C</italic> &#x0003D; (<italic>c</italic><sub><italic>ij</italic></sub>) &#x02208; <italic>M</italic><sub><italic>r, s</italic></sub>(<italic>G</italic>), <italic>D</italic> &#x02208; <italic>M</italic><sub><italic>t, u</italic></sub>(<italic>G</italic>). Then the Kronecker product of <italic>C</italic> and <italic>D</italic> is defined as</p>
<disp-formula id="E4"><mml:math id="M13"><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022F1;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Lemma 3. Let <italic>C</italic> and <italic>D</italic> be square matrices of order <italic>r</italic> and <italic>s</italic>, respectively, with eigenvalues &#x003BB;<sub><italic>i</italic></sub> (1 &#x02264; <italic>i</italic> &#x02264; <italic>r</italic>) and &#x003BD;<sub><italic>j</italic></sub> (1 &#x02264; <italic>j</italic> &#x02264; <italic>s</italic>). Then the eigenvalues of <italic>C</italic>&#x02297;<italic>I</italic><sub><italic>s</italic></sub>&#x0002B;<italic>I</italic><sub><italic>r</italic></sub>&#x02297;<italic>D</italic> are &#x003BB;<sub><italic>i</italic></sub>&#x0002B;&#x003BD;<sub><italic>j</italic></sub>. Moreover, if <italic>V</italic><sub><italic>i</italic></sub> is an eigenvector of <italic>C</italic> corresponding to &#x003BB;<sub><italic>i</italic></sub> and <italic>W</italic><sub><italic>j</italic></sub> is an eigenvector of <italic>D</italic> corresponding to &#x003BD;<sub><italic>j</italic></sub>, then <italic>V</italic><sub><italic>i</italic></sub>&#x02297;<italic>W</italic><sub><italic>j</italic></sub> is an eigenvector of <italic>C</italic>&#x02297;<italic>I</italic><sub><italic>s</italic></sub>&#x0002B;<italic>I</italic><sub><italic>r</italic></sub>&#x02297;<italic>D</italic> corresponding to &#x003BB;<sub><italic>i</italic></sub>&#x0002B;&#x003BD;<sub><italic>j</italic></sub>.</p>
<p>Lemma 4. Let <italic>C</italic> &#x02208; <italic>M</italic><sub><italic>r, s</italic></sub>(<italic>G</italic>), <italic>D</italic> &#x02208; <italic>M</italic><sub><italic>t, u</italic></sub>(<italic>G</italic>), <italic>E</italic> &#x02208; <italic>M</italic><sub><italic>r, t</italic></sub>(<italic>G</italic>), <italic>F</italic> &#x02208; <italic>M</italic><sub><italic>s, u</italic></sub>(<italic>G</italic>), and &#x003B2; &#x02208; <italic>G</italic>. The following properties hold:</p>
<p>(a) (<italic>C</italic>&#x02297;<italic>D</italic>)<sup><italic>T</italic></sup> &#x0003D; <italic>C</italic><sup><italic>T</italic></sup>&#x02297;<italic>D</italic><sup><italic>T</italic></sup>.</p>
<p>(b) (<italic>C</italic>&#x02297;<italic>D</italic>)(<italic>E</italic>&#x02297;<italic>F</italic>) &#x0003D; (<italic>CE</italic>)&#x02297;(<italic>DF</italic>).</p>
<p>(c) (<italic>C</italic>&#x02297;<italic>D</italic>)&#x02297;<italic>E</italic> &#x0003D; <italic>C</italic>&#x02297;(<italic>D</italic>&#x02297;<italic>E</italic>).</p>
<p>(d) &#x003B2;(<italic>C</italic>&#x02297;<italic>D</italic>) &#x0003D; &#x003B2;<italic>C</italic>&#x02297;<italic>D</italic> &#x0003D; <italic>C</italic>&#x02297;&#x003B2;<italic>D</italic>.</p>
<p>(e) If <italic>C</italic> and <italic>D</italic> are invertible, then (<italic>C</italic>&#x02297;<italic>D</italic>)<sup>&#x02212;1</sup> &#x0003D; <italic>C</italic><sup>&#x02212;1</sup>&#x02297;<italic>D</italic><sup>&#x02212;1</sup>.</p>
<p>Lemma 5. The eigenvalues of the Adjacency matrix, Laplacian matrix, and Signless Laplacian matrix for a path graph <inline-formula><mml:math id="M14"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">P</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are expressed as <inline-formula><mml:math id="M15"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M16"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M17"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, respectively, where <italic>k</italic> &#x0003D; 0, 1, 2, &#x02026;, <italic>n</italic>&#x02212;1.</p></sec>
<sec id="s3">
<title>3 Methodologies and results</title>
<p>In this section, we have evaluated the exact values for the Adjacency, Laplacian and signless Laplacian spectrum of the generalized Mesh Network graphs utilizing the graph and algebra techniques. Theorem 1 provides expressions for the sum of reciprocals and the product of adjacency eigenvalues of the generalized mesh graph <inline-formula><mml:math id="M18"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, which are fundamental in understanding network connectivity and robustness [<xref ref-type="bibr" rid="B38">38</xref>]. The sum of the reciprocals of the eigenvalues is often associated with resistance distance and other network invariants, while their product is related to graph determinant properties, which have applications in quantum networks and structural analysis [<xref ref-type="bibr" rid="B39">39</xref>]. Extending this analysis, Theorem 2 focuses on the Laplacian eigenvalues, which play a crucial role in describing network dynamics such as diffusion processes and synchronization [<xref ref-type="bibr" rid="B41">41</xref>]. The sum of the reciprocals of the Laplacian eigenvalues is connected to important network measures like Kirchhoff&#x00027;s index, influencing resistance-based properties, while their product is associated with the number of spanning trees, a key quantity in evaluating network reliability and resilience [<xref ref-type="bibr" rid="B42">42</xref>]. Furthermore, Theorem 3 explores the Signless Laplacian spectrum, which is particularly useful in applications involving directed flows and energy distribution in networks [<xref ref-type="bibr" rid="B40">40</xref>]. The sum of the reciprocals of these eigenvalues helps in analyzing clustering tendencies in complex networks, whereas their product provides a measure of structural stability and modular properties. These interpretations establish strong connections between spectral properties and real-world applications, enhancing the accessibility of the results for researchers in diverse fields such as physics, computer science, and engineering.</p>
<p>Theorem 1. Let the summation of the reciprocals and the product of the adjacency eigenvalues of the generalized mesh graph <inline-formula><mml:math id="M19"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be denoted by <inline-formula><mml:math id="M20"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M21"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">W</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, respectively. Then:</p>
<disp-formula id="E5"><mml:math id="M22"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E6"><mml:math id="M23"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">W</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p><bold>Proof</bold>. The adjacency matrix of the mesh graph <inline-formula><mml:math id="M24"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is:</p>
<disp-formula id="E7"><mml:math id="M25"><mml:mi>&#x0212C;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x02133;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x02003;if</mml:mtext><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x02113;</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;and&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>&#x0212C;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x02003;if</mml:mtext><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x02113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x02003;if</mml:mtext><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x02113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mtext>and</mml:mtext><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>O</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x02003;otherwise</mml:mtext><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>By matrix addition, it can be expressed as:</p>
<disp-formula id="E8"><mml:math id="M26"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x0212C;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x02133;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>&#x0212C;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x02003;for</mml:mtext><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x02113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>O</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x02003;otherwise</mml:mtext><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x02003;if</mml:mtext><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x02113;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;or&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x02113;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>O</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x02003;otherwise</mml:mtext><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Using Lemma 2, we have:</p>
<disp-formula id="E9"><mml:math id="M27"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x0212C;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x02133;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x02003;for</mml:mtext><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x02113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>O</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x02003;otherwise</mml:mtext><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:mi>&#x0212C;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x02003;for</mml:mtext><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x02113;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mtext>or</mml:mtext><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x02113;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>O</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x02003;otherwise</mml:mtext><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The matrix</p>
<disp-formula id="E10"><mml:math id="M28"><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x02003;for</mml:mtext><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x02113;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mtext>or</mml:mtext><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x02113;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>O</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x02003;otherwise</mml:mtext><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:math></disp-formula>
<p>is the adjacency matrix of <italic>Q</italic><sub><italic>m</italic></sub>, a path graph with <italic>m</italic> vertices. Thus:</p>
<disp-formula id="E11"><mml:math id="M29"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Now, assume two invertible matrices <italic>U</italic> and <italic>V</italic> related to the matrices <italic>Q</italic><sub><italic>n</italic></sub> and <italic>Q</italic><sub><italic>m</italic></sub>, such that:</p>
<disp-formula id="E12"><mml:math id="M30"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>and</p>
<disp-formula id="E13"><mml:math id="M31"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Since, the eigenvalues of the Adjacency matrix for a path graph <italic>Q</italic><sub><italic>n</italic></sub> are given by <inline-formula><mml:math id="M32"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo class="qopname">&#x02026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> so the diagonal entries of the upper triangular matrices are:</p>
<disp-formula id="E14"><mml:math id="M33"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">and&#x02003;</mml:mtext><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">with&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo class="qopname">&#x02026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">and&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x02026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Consequently:</p>
<disp-formula id="E15"><mml:math id="M34"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>and the diagonal entries of this upper triangular matrix are given by:</p>
<disp-formula id="E16"><mml:math id="M35"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">with&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo class="qopname">&#x02026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">and&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x02026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Thus, the adjacency eigenvalues for the generalized mesh graph are:</p>
<disp-formula id="E17"><mml:math id="M36"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">with&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo class="qopname">&#x02026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">and&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x02026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Using this result, we obtain:</p>
<disp-formula id="E18"><mml:math id="M37"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>and</p>
<disp-formula id="E19"><mml:math id="M38"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">W</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Corollary 1. For a mesh graph with equal dimensions (<italic>n</italic> &#x0003D; <italic>m</italic>), the product and sum of the reciprocals of the adjacency eigenvalues are given by:</p>
<disp-formula id="E20"><mml:math id="M39"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mo class="qopname">sec</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">and&#x02003;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">W</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>The proof follows directly from Theorem 1.</p>
<p>Theorem 2. Let <inline-formula><mml:math id="M40"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M41"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">W</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denote the sum of the reciprocals and the product of the Laplacian eigenvalues, respectively, for the generalized mesh network graph <inline-formula><mml:math id="M42"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Then, these quantities are given by:</p>
<disp-formula id="E21"><mml:math id="M43"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>and</p>
<disp-formula id="E22"><mml:math id="M44"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">W</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p><bold>Proof</bold>. The Laplacian matrix associated with the mesh network graph <inline-formula><mml:math id="M45"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is expressed as:</p>
<disp-formula id="E23"><mml:math id="M46"><mml:msub><mml:mi>&#x02112;</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x02133;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>if&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;when&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x02112;</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>if&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>if&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;when&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>O</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>elsewhere</mml:mtext><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>By decomposing this matrix, it can be rewritten as:</p>
<disp-formula id="E24"><mml:math id="M47"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>&#x02112;</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x02133;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x02112;</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>for&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>O</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>elsewhere</mml:mtext><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>if&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;when&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>if&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;when&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>if&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>O</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>elsewhere</mml:mtext><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Referring to Lemma 2, this is further simplified as:</p>
<disp-formula id="E25"><mml:math id="M48"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x02003;for&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>O</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x02003;elsewhere</mml:mtext><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x02112;</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>if&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;when&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>if&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;when&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>if&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>O</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>elsewhere</mml:mtext><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The matrix</p>
<disp-formula id="E26"><mml:math id="M49"><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>if&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;when&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;or&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;when&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>if&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>O</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>elsewhere</mml:mtext><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:math></disp-formula>
<p>is the Laplacian matrix for the path graph <italic>Q</italic><sub><italic>n</italic></sub> with <italic>n</italic> nodes. Therefore:</p>
<disp-formula id="E27"><mml:math id="M50"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Suppose <italic>U</italic> and <italic>V</italic> are invertible matrices related to the matrices <italic>Q</italic><sub><italic>n</italic></sub> and <italic>Q</italic><sub><italic>m</italic></sub>, respectively. Then:</p>
<disp-formula id="E28"><mml:math id="M51"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">and&#x02003;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Since, The eigenvalues of the Laplacian matrix for a path graph <italic>Q</italic><sub><italic>n</italic></sub> are given by <inline-formula><mml:math id="M52"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo class="qopname">&#x02026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> so the diagonal entries of the upper triangular matrices are:</p>
<disp-formula id="E29"><mml:math id="M53"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">and&#x02003;</mml:mtext><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <italic>i</italic> &#x0003D; 0, 1, 2, &#x02026;, <italic>m</italic>&#x02212;1 and <italic>j</italic> &#x0003D; 0, 1, 2, &#x02026;, <italic>n</italic>&#x02212;1.</p>
<p>Clearly:</p>
<disp-formula id="E30"><mml:math id="M54"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>with diagonal elements of the resulting matrix given by:</p>
<disp-formula id="E31"><mml:math id="M55"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <italic>i</italic> &#x0003D; 0, 1, 2, &#x02026;, <italic>m</italic>&#x02212;1 and <italic>j</italic> &#x0003D; 0, 1, 2, &#x02026;, <italic>n</italic>&#x02212;1.</p>
<p>Thus, the eigenvalues of the Laplacian matrix for the mesh network graph are:</p>
<disp-formula id="E32"><label>(1)</label><mml:math id="M56"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <italic>i</italic> &#x0003D; 0, 1, 2, &#x02026;, <italic>m</italic>&#x02212;1 and <italic>j</italic> &#x0003D; 0, 1, 2, &#x02026;, <italic>n</italic>&#x02212;1.</p>
<p>Finally, using the eigenvalues in <xref ref-type="disp-formula" rid="E32">Equation 1</xref>, we derive:</p>
<disp-formula id="E33"><mml:math id="M57"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>and</p>
<disp-formula id="E34"><mml:math id="M58"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">W</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Corollary 2. For a mesh network graph of equal dimensions (<italic>n</italic> &#x0003D; <italic>m</italic>), the product and reciprocal of the sum of the Laplacian eigenvalues are given by:</p>
<disp-formula id="E35"><mml:math id="M59"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">and&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">W</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>The proof follows directly from Theorem 2.</p>
<p>Theorem 3. Let the sum of the reciprocals and the product of all Signless Laplacian eigenvalues of the generalized mesh graph <inline-formula><mml:math id="M60"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> be denoted by <inline-formula><mml:math id="M61"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">S</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Q</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M62"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">P</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Q</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, respectively. Then,</p>
<disp-formula id="E36"><mml:math id="M63"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">S</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E37"><mml:math id="M64"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">P</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p><bold>Proof</bold>. The Signless Laplacian matrix for the mesh graph <inline-formula><mml:math id="M65"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> is expressed as:</p>
<disp-formula id="E38"><mml:math id="M66"><mml:msub><mml:mi mathvariant='script'>Q</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x02133;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;if&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant='script'>Q</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>if&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;if&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>O</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>otherwise</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>which can be broken down by matrix addition as follows:</p>
<disp-formula id="E39"><mml:math id="M67"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi mathvariant='script'>Q</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x02133;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant='script'>Q</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>for&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>O</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>otherwise</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>if&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;or&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>if&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>O</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>otherwise</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>According to Lemma 1.1, we have:</p>
<disp-formula id="E40"><mml:math id="M68"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi mathvariant='script'>Q</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x02133;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>for&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>O</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>elsewhere</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant='script'>Q</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>if&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;or&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>if&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>O</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>elsewhere</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The matrix given by</p>
<disp-formula id="E41"><mml:math id="M69"><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>if&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;or&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>if&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>O</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>elsewhere</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>is, in fact, the Signless Laplacian matrix of the path graph <italic>P</italic><sub><italic>n</italic></sub> with <italic>n</italic> vertices. Thus, we obtain:</p>
<disp-formula id="E42"><mml:math id="M70"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Q</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Q</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Q</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Introducing two invertible matrices <italic>A</italic> and <italic>B</italic> that correspond to the matrices <italic>P</italic><sub><italic>n</italic></sub> and <italic>P</italic><sub><italic>m</italic></sub>, we have:</p>
<disp-formula id="E43"><mml:math id="M71"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Q</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Q</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>and</p>
<disp-formula id="E44"><mml:math id="M72"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Q</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Q</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Since, the eigenvalues of the Signless Laplacian matrix for a path graph <italic>Q</italic><sub><italic>n</italic></sub> are given by <inline-formula><mml:math id="M73"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo class="qopname">&#x02026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> so the diagonal entries of the upper triangular matrices are:</p>
<disp-formula id="E45"><mml:math id="M74"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">and</mml:mtext><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <italic>i</italic> &#x0003D; 0, 1, 2, &#x02026;, <italic>m</italic>&#x02212;1 and <italic>j</italic> &#x0003D; 0, 1, 2, &#x02026;, <italic>n</italic>&#x02212;1.</p>
<p>Clearly, the following holds:</p>
<disp-formula id="E46"><mml:math id="M75"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Q</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Q</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Q</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Q</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where the diagonal elements of this matrix are given by:</p>
<disp-formula id="E47"><mml:math id="M76"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <italic>i</italic> &#x0003D; 0, 1, 2, &#x02026;, <italic>m</italic>&#x02212;1 and <italic>j</italic> &#x0003D; 0, 1, 2, &#x02026;, <italic>n</italic>&#x02212;1.</p>
<p>Thus, the adjacency eigenvalues for the mesh graph can be expressed as:</p>
<disp-formula id="E48"><label>(2)</label><mml:math id="M77"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <italic>i</italic> &#x0003D; 0, 1, 2, &#x02026;, <italic>m</italic>&#x02212;1 and <italic>j</italic> &#x0003D; 0, 1, 2, &#x02026;, <italic>n</italic>&#x02212;1.</p>
<p>From the results in Equation 3, we can derive:</p>
<disp-formula id="E49"><mml:math id="M78"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">S</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02260;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>and</p>
<disp-formula id="E50"><mml:math id="M79"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">P</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02260;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Corollary 3. For regular dimension mesh graph (<italic>n</italic> &#x0003D; <italic>m</italic>), the products and reciprocals of the sums of Signless Laplacian eigenvalues are defined as</p>
<disp-formula id="E51"><mml:math id="M80"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Y</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The proof is obvious by Theorem 3.</p></sec>
<sec id="s4">
<title>4 Laplacian spectra and implementations in networking</title>
<p>The framework developed in the previous section allows for the calculation of important network metrics, including graph energy, Kirchhoff index <inline-formula><mml:math id="M81"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">I</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, spectral radius <inline-formula><mml:math id="M82"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, average path length <inline-formula><mml:math id="M83"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, global mean first passage time <inline-formula><mml:math id="M84"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and the number of spanning trees <inline-formula><mml:math id="M85"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. To facilitate these computations, two key quantities, <inline-formula><mml:math id="M86"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M87"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, are introduced. The quantity <inline-formula><mml:math id="M88"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is defined as the product of all non-zero eigenvalues, denoted as &#x003BB;<sub><italic>i</italic></sub>, of a given matrix, while <inline-formula><mml:math id="M89"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the sum of the reciprocals of these eigenvalues:</p>
<disp-formula id="E52"><mml:math id="M90"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">and&#x02003;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Here, &#x003BB;<sub><italic>i</italic></sub> represents the eigenvalues of the Laplacian matrix associated with the graph <inline-formula><mml:math id="M91"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, where <italic>i</italic> ranges from 1 to <italic>n</italic>. These quantities serve as the basis for further analysis and provide a deeper understanding of various network properties.</p>
<sec>
<title>4.1 Average path length</title>
<p>The networks with an extremely short mean path length, often referred to as &#x00022;Small-world&#x00022; networks, are common in real-world applications. This trait is frequently observed, and various parameters, such as the clustering coefficient, mean path length, and degree distribution, serve as strong indicators of the network&#x00027;s structure. Specifically, for a given mesh graph <inline-formula><mml:math id="M92"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, the average path length, denoted by <inline-formula><mml:math id="M93"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, is defined as the average number of steps along the shortest path <italic>d</italic><sub><italic>ij</italic></sub>. This metric is essential for measuring the efficiency of material transport or information exchange between all possible node pairs within the network. For the network <inline-formula><mml:math id="M94"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M95"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is given by:</p>
<disp-formula id="E53"><mml:math id="M96"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">APL</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>In an electrical network modeled as a complete graph, there exists a notable connection between the shortest paths <inline-formula><mml:math id="M97"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and the effective resistance <inline-formula><mml:math id="M98"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, as detailed in reference [<xref ref-type="bibr" rid="B43">43</xref>]:</p>
<disp-formula id="E54"><mml:math id="M99"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Here, <italic>n</italic> represents the order of the complete graph <inline-formula><mml:math id="M100"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, which is the total number of vertices. By combining the equations above, a simplified expression is derived that reveals the relationship within the graph:</p>
<disp-formula id="E55"><mml:math id="M101"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Corollary 4. For a ladder graph, denoted as <inline-formula><mml:math id="M102"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, the average path length <inline-formula><mml:math id="M103"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> can be derived from the general formula for the mesh graph by setting <italic>n</italic> &#x0003D; 2. The expression for the average path length of the ladder graph is given by:</p>
<disp-formula id="E56"><mml:math id="M104"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
</sec>
<sec>
<title>4.2 The number of spanning trees</title>
<p>The count of spanning trees (<inline-formula><mml:math id="M105"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>) plays a crucial role in various complex network phenomena, including random walks, network reliability, resistor networks, transport systems, loop-erased random walks, and self-organized criticality, as explored in studies like [<xref ref-type="bibr" rid="B44">44</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B47">47</xref>]. Kirchhoff&#x00027;s Matrix-Tree Theorem, as detailed in [<xref ref-type="bibr" rid="B48">48</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B49">49</xref>], reveals a fundamental link by showing that the product of all nonzero eigenvalues of a graph&#x00027;s Laplacian matrix equals the total number of spanning trees. This theorem is a powerful tool for accurately computing <inline-formula><mml:math id="M106"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for a generalized mesh graph, denoted by <inline-formula><mml:math id="M107"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Essentially, this method provides an efficient way to decipher the intricate connections within the graph, greatly aiding in the precise determination of spanning trees across different network configurations:</p>
<disp-formula id="E57"><mml:math id="M108"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Corollary 5. For a ladder graph, denoted as <inline-formula><mml:math id="M109"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, the number of spanning trees <inline-formula><mml:math id="M110"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> can be obtained by setting <italic>n</italic> &#x0003D; 2 in the general formula for the number of spanning trees of the mesh graph. The expression for the ladder graph is:</p>
<disp-formula id="E58"><mml:math id="M111"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x0220F;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
</sec>
<sec>
<title>4.3 Global mean-first passage time</title>
<p>In network analysis, the global mean-first passage time (<inline-formula><mml:math id="M112"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>) is a key metric for assessing the speed of random walks in complex networks, offering insights into how rapidly information or entities travel through the network. It is calculated by averaging individual first passage times over all node pairs. The formula for <inline-formula><mml:math id="M113"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is:</p>
<disp-formula id="E59"><mml:math id="M114"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02260;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>where <italic>F</italic><sub><italic>i, j</italic></sub> is the first passage time from node <italic>i</italic> to node <italic>j</italic>, and <italic>n</italic> is the total number of nodes. This average is normalized to include all unique pairs. The commuting time (<inline-formula><mml:math id="M115"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><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>) between nodes <italic>i</italic> and <italic>j</italic> is given by:</p>
<disp-formula id="E60"><mml:math id="M116"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>where <italic>R</italic><sub><italic>i, j</italic></sub> is a graph-specific metric. For a generalized mesh graph <inline-formula><mml:math id="M117"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, the global mean-first passage time is computed as:</p>
<disp-formula id="E61"><mml:math id="M118"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>where <italic>n</italic> &#x0003D; <italic>nm</italic> and <inline-formula><mml:math id="M119"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Thus, <inline-formula><mml:math id="M120"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> becomes:</p>
<disp-formula id="E62"><mml:math id="M121"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Corollary 6. By setting <italic>n</italic> &#x0003D; 2 in the formula for the global mean-first passage time of a generalized mesh network, we obtain the corresponding result for the ladder graph:</p>
<disp-formula id="E63"><mml:math id="M122"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
</sec>
<sec>
<title>4.4 Spectral radius</title>
<p>The spectral radius is a crucial metric in numerous fields, each leveraging it to gain insights into different systems. In vibration theory, it helps analyze the vibrational patterns of complex systems. Theoretical chemistry uses it to explore molecular structures and interactions, advancing chemical research. In combinatorial optimization, it supports improved decision-making and resource management. Communication networks rely on it to assess data transmission efficiency and reliability, while robustness analysis employs it to test system resilience. Electrical networks utilize the spectral radius to understand component stability and performance. Its versatility and broad application make it an invaluable tool across scientific and engineering disciplines [<xref ref-type="bibr" rid="B50">50</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B51">51</xref>].</p>
<p>For adjacency matrices, the spectral radius, denoted as <inline-formula><mml:math id="M123"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">SR</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, represents the largest eigenvalue, reflecting the graph&#x00027;s connectivity and dynamics. This value is computed as:</p>
<disp-formula id="E64"><mml:math id="M124"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">SR</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>In the context of a generalized mesh graph, <inline-formula><mml:math id="M125"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">SR</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> can be determined for different types of matrices as follows:</p>
<disp-formula id="E65"><mml:math id="M126"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">SR</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">Adj</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">SR</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">Lap</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">SR</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">Sign</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Corollary 7. By setting <italic>n</italic> &#x0003D; 2 (as <italic>n</italic> represents the vertical dimension for the ladder graph) in the spectral radius formulas for the generalized mesh graph, we derive the corresponding results for the ladder graph:</p>
<disp-formula id="E66"><mml:math id="M127"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">SR</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">Adj-Ladder</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E67"><mml:math id="M128"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">SR</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">Lap-Ladder</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E68"><mml:math id="M129"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">SR</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">Sign-Ladder</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
</sec>
<sec>
<title>4.5 Kirchoff network index</title>
<p>The concept of resistance distance, introduced by Randic and Klein, represents a significant innovation in network analysis. This approach models each edge as a unit resistor, effectively capturing the resistive properties of a network within a graph, denoted as <italic>H</italic> [<xref ref-type="bibr" rid="B52">52</xref>]. In electrical network theory, resistance distance, denoted by <italic>d</italic><sub><italic>ij</italic></sub>, measures the effective resistance between nodes <italic>i</italic> and <italic>j</italic>. This measurement is derived using Ohm&#x00027;s law. Another key metric is the Kirchhoff index, which sums the resistance distances for all pairs of vertices in the graph <italic>G</italic>. This index offers a comprehensive view of the network&#x00027;s overall resistance characteristics, providing insights into the electrical connectivity and flow patterns between nodes:</p>
<disp-formula id="E69"><mml:math id="M130"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">KI</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>where <italic>n</italic> is the number of vertices in the graph. The Kirchhoff index can also be expressed in terms of the non-zero eigenvalues &#x003BB;<sub><italic>i</italic></sub> of the graph:</p>
<disp-formula id="E70"><mml:math id="M131"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">KI</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>For a generalized mesh graph <inline-formula><mml:math id="M132"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, the Kirchhoff index is calculated as:</p>
<disp-formula id="E71"><mml:math id="M133"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">KI</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Corollary 8. By setting <italic>n</italic> &#x0003D; 2 (as <italic>n</italic> represents the vertical dimension in the ladder graph) in the Kirchhoff index formula for the generalized mesh graph, we obtain the corresponding result for the ladder graph:</p>
<disp-formula id="E72"><mml:math id="M134"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">KI</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
</sec>
<sec>
<title>4.6 Graph Energies</title>
<p>Graph energies, such as Laplacian and Randi&#x00107; energy, are essential for understanding graph structures and dynamics. These energies have significant applications in various fields. In network science, they are used to predict robustness, as demonstrated by Li et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B53">53</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B54">54</xref>]. In molecular graph theory, Wang et al. linked graph energies to molecular stability and reactivity, providing insights into chemistry and drug discovery [<xref ref-type="bibr" rid="B55">55</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B56">56</xref>]. In social networks, Chen and Zhang applied these energies to evaluate node importance and information flow [<xref ref-type="bibr" rid="B57">57</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B58">58</xref>].</p>
<p>Consider the adjacency matrix of a graph <italic>G</italic>, denoted by <inline-formula><mml:math id="M135"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and let &#x003BB;<sub><italic>i</italic></sub> represent its eigenvalues derived from the characteristic polynomial. The Adjacency Energy (AE) is expressed as:</p>
<disp-formula id="E73"><mml:math id="M136"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">AE</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Similarly, the Laplacian Energy (LE) and Signless Laplacian Energy (QE) are defined as:</p>
<disp-formula id="E74"><mml:math id="M137"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">LE</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">QE</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Using these definitions, the energies for a generalized mesh graph <inline-formula><mml:math id="M138"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> can be calculated as follows:</p>
<disp-formula id="E75"><mml:math id="M139"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">AE</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E76"><mml:math id="M140"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">LE</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E77"><mml:math id="M141"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">QE</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Corollary 9. By setting <italic>n</italic> &#x0003D; 2 (as the ladder graph <inline-formula><mml:math id="M142"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has two vertical sides) in the energy formulas for the generalized mesh graph <inline-formula><mml:math id="M143"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, we derive the corresponding graph energies for the ladder graph:</p>
<disp-formula id="E78"><mml:math id="M144"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">AE</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E79"><mml:math id="M145"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">LE</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E80"><mml:math id="M146"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">QE</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
</sec>
</sec>
<sec id="s5">
<title>5 Results and discussions</title>
<p>In this section, we developed a MATLAB <xref ref-type="table" rid="T4">Algorithm 1</xref> with a total run time of 0.182 seconds to produce <xref ref-type="table" rid="T1">Tables 1</xref>, <xref ref-type="table" rid="T2">2</xref>. These tables provide exact values for several key metrics: Kirchhoff index <inline-formula><mml:math id="M147"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">I</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, Spectral radius <inline-formula><mml:math id="M148"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, Average path length <inline-formula><mml:math id="M149"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, Global mean first passage time <inline-formula><mml:math id="M150"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, Graph energies <inline-formula><mml:math id="M151"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and the number of spanning trees <inline-formula><mml:math id="M152"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. The algorithm is designed for the generalized mesh network graph <inline-formula><mml:math id="M153"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. In <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref>, <italic>k</italic> is set to 2, while <italic>p</italic> varies from 2 to 15. For <xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref>, <italic>k</italic> is fixed at 3. Exact values for these metrics are calculated to provide a detailed understanding of the network&#x00027;s behavior across different dimensions. In addition to the tables, <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref> visually represents the relationships between network size and variations in <inline-formula><mml:math id="M154"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">I</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M155"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M156"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M157"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M158"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M159"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, further improving the interpretation of the results.</p>
<table-wrap position="float" id="T4">
<label>Algorithm 1</label>
<caption><p>Compute metrics for the generalized mesh network.</p></caption>
<graphic xlink:href="fams-11-1519577-i0001.tif"/>
</table-wrap>
<table-wrap position="float" id="T1">
<label>Table 1</label>
<caption><p>Assessment of network-related parameters for the generalized mesh network graph <inline-formula><mml:math id="M190"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with <italic>m</italic> set to 2, where 2 &#x02264; <italic>n</italic> &#x02264; 15.</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr style="background-color:#8f9496;color:#ffffff">
<th valign="top" align="left"><bold><italic>n</italic>(&#x003BD;)</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><inline-formula><mml:math id="M191"><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><inline-formula><mml:math id="M192"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><inline-formula><mml:math id="M193"><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>I</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><inline-formula><mml:math id="M194"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><inline-formula><mml:math id="M195"><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>P</mml:mi><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>F</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula></bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">2</td>
<td valign="top" align="center">4.013</td>
<td valign="top" align="center">4.023</td>
<td valign="top" align="center">5.12</td>
<td valign="top" align="center">0.819</td>
<td valign="top" align="center">0.8356</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">3</td>
<td valign="top" align="center">5.002</td>
<td valign="top" align="center">8.095</td>
<td valign="top" align="center">14.18</td>
<td valign="top" align="center">1.43</td>
<td valign="top" align="center">1.1079</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">4</td>
<td valign="top" align="center">5.417</td>
<td valign="top" align="center">10.837</td>
<td valign="top" align="center">30.58</td>
<td valign="top" align="center">2.193</td>
<td valign="top" align="center">1.3694</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">5</td>
<td valign="top" align="center">5.627</td>
<td valign="top" align="center">13.712</td>
<td valign="top" align="center">56.09</td>
<td valign="top" align="center">3.102</td>
<td valign="top" align="center">1.6254</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">6</td>
<td valign="top" align="center">5.731</td>
<td valign="top" align="center">16.933</td>
<td valign="top" align="center">92.78</td>
<td valign="top" align="center">4.213</td>
<td valign="top" align="center">1.8791</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">7</td>
<td valign="top" align="center">5.812</td>
<td valign="top" align="center">19.698</td>
<td valign="top" align="center">142.69</td>
<td valign="top" align="center">5.491</td>
<td valign="top" align="center">2.1238</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">8</td>
<td valign="top" align="center">5.845</td>
<td valign="top" align="center">22.583</td>
<td valign="top" align="center">207.65</td>
<td valign="top" align="center">6.918</td>
<td valign="top" align="center">2.3792</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">9</td>
<td valign="top" align="center">5.874</td>
<td valign="top" align="center">25.643</td>
<td valign="top" align="center">289.79</td>
<td valign="top" align="center">8.533</td>
<td valign="top" align="center">2.6279</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">10</td>
<td valign="top" align="center">5.903</td>
<td valign="top" align="center">28.437</td>
<td valign="top" align="center">391.05</td>
<td valign="top" align="center">10.287</td>
<td valign="top" align="center">2.8742</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">11</td>
<td valign="top" align="center">5.921</td>
<td valign="top" align="center">31.318</td>
<td valign="top" align="center">513.59</td>
<td valign="top" align="center">12.241</td>
<td valign="top" align="center">3.1396</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">12</td>
<td valign="top" align="center">5.934</td>
<td valign="top" align="center">34.319</td>
<td valign="top" align="center">659.12</td>
<td valign="top" align="center">14.327</td>
<td valign="top" align="center">3.3887</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">13</td>
<td valign="top" align="center">5.944</td>
<td valign="top" align="center">37.108</td>
<td valign="top" align="center">829.93</td>
<td valign="top" align="center">16.573</td>
<td valign="top" align="center">3.6364</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">14</td>
<td valign="top" align="center">5.951</td>
<td valign="top" align="center">39.972</td>
<td valign="top" align="center">1027.6</td>
<td valign="top" align="center">19.042</td>
<td valign="top" align="center">3.8821</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">15</td>
<td valign="top" align="center">5.963</td>
<td valign="top" align="center">42.967</td>
<td valign="top" align="center">1254.6</td>
<td valign="top" align="center">21.634</td>
<td valign="top" align="center">4.1385</td>
</tr></tbody>
</table>
</table-wrap>
<table-wrap position="float" id="T2">
<label>Table 2</label>
<caption><p>Assessment of network-related parameters for the generalized mesh network graph <inline-formula><mml:math id="M300"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with <italic>m</italic> set to 3, where 2 &#x02264; <italic>n</italic> &#x02264; 15.</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr style="background-color:#8f9496;color:#ffffff">
<th valign="top" align="left"><bold><italic>n</italic>(&#x003BD;)</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><inline-formula><mml:math id="M301"><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><inline-formula><mml:math id="M302"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><inline-formula><mml:math id="M303"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><inline-formula><mml:math id="M307"><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>P</mml:mi><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>F</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula></bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">2</td>
<td valign="top" align="center">5.025</td>
<td valign="top" align="center">1.45</td>
<td valign="top" align="center">8.023</td>
<td valign="top" align="center">1.1165</td>
<td valign="top" align="center">14.5</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">3</td>
<td valign="top" align="center">6.104</td>
<td valign="top" align="center">2.1657</td>
<td valign="top" align="center">13.341</td>
<td valign="top" align="center">1.2894</td>
<td valign="top" align="center">34.6</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">4</td>
<td valign="top" align="center">6.4231</td>
<td valign="top" align="center">3.0978</td>
<td valign="top" align="center">18.01</td>
<td valign="top" align="center">1.4716</td>
<td valign="top" align="center">68.021</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">5</td>
<td valign="top" align="center">6.634</td>
<td valign="top" align="center">4.2039</td>
<td valign="top" align="center">22.782</td>
<td valign="top" align="center">1.6483</td>
<td valign="top" align="center">117.5</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">6</td>
<td valign="top" align="center">6.742</td>
<td valign="top" align="center">5.4839</td>
<td valign="top" align="center">27.031</td>
<td valign="top" align="center">1.8347</td>
<td valign="top" align="center">186.02</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">7</td>
<td valign="top" align="center">6.8123</td>
<td valign="top" align="center">6.9274</td>
<td valign="top" align="center">32.045</td>
<td valign="top" align="center">2.0101</td>
<td valign="top" align="center">275.65</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">8</td>
<td valign="top" align="center">6.8542</td>
<td valign="top" align="center">8.5327</td>
<td valign="top" align="center">36.568</td>
<td valign="top" align="center">2.1926</td>
<td valign="top" align="center">392.11</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">9</td>
<td valign="top" align="center">6.8779</td>
<td valign="top" align="center">10.31</td>
<td valign="top" align="center">41.232</td>
<td valign="top" align="center">2.3782</td>
<td valign="top" align="center">533.24</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">10</td>
<td valign="top" align="center">6.9067</td>
<td valign="top" align="center">12.244</td>
<td valign="top" align="center">45.825</td>
<td valign="top" align="center">2.5614</td>
<td valign="top" align="center">707.55</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">11</td>
<td valign="top" align="center">6.9181</td>
<td valign="top" align="center">14.362</td>
<td valign="top" align="center">50.564</td>
<td valign="top" align="center">2.7442</td>
<td valign="top" align="center">915.12</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">12</td>
<td valign="top" align="center">6.9372</td>
<td valign="top" align="center">16.641</td>
<td valign="top" align="center">55.231</td>
<td valign="top" align="center">2.9334</td>
<td valign="top" align="center">1160.45</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">13</td>
<td valign="top" align="center">6.9481</td>
<td valign="top" align="center">19.082</td>
<td valign="top" align="center">59.719</td>
<td valign="top" align="center">3.1175</td>
<td valign="top" align="center">1447.8</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">14</td>
<td valign="top" align="center">6.9519</td>
<td valign="top" align="center">21.683</td>
<td valign="top" align="center">64.388</td>
<td valign="top" align="center">3.3082</td>
<td valign="top" align="center">1775.9</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">15</td>
<td valign="top" align="center">6.9582</td>
<td valign="top" align="center">24.458</td>
<td valign="top" align="center">68.997</td>
<td valign="top" align="center">3.4895</td>
<td valign="top" align="center">2150.9</td>
</tr></tbody>
</table>
</table-wrap>
<fig id="F2" position="float">
<label>Figure 2</label>
<caption><p>Comparative representation of numeric values evaluated in <xref ref-type="table" rid="T1">Tables 1</xref> and <xref ref-type="table" rid="T3">3</xref> for Generalized mesh network graph <inline-formula><mml:math id="M216"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with <italic>m</italic> set to 2, where 2 &#x02264; <italic>n</italic> &#x02264; 15. <bold>(A)</bold> Average Path Length of <inline-formula><mml:math id="M217"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. <bold>(B)</bold> Kirchoff Index of <inline-formula><mml:math id="M218"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. <bold>(C)</bold> Global passage time of <inline-formula><mml:math id="M219"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. <bold>(D)</bold> Graph energies of <inline-formula><mml:math id="M220"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-11-1519577-g0002.tif"/>
</fig>
<p>A key observation in the graphical representations is the clear trend indicating that as the network expands, several key metrics increase significantly. These visuals enhance the understanding of the network&#x00027;s behavior, complementing the numerical data and offering a more intuitive grasp of the dynamics within the generalized mesh network. The graphical depiction of the results provides a glimpse into the potential of our methodologies. Researchers are encouraged to utilize our carefully developed algorithm and analysis framework to explore the complexities of more sophisticated real-world networks. The flexibility of our approach offers a valuable toolset, enabling a deeper understanding of network behavior and performance in various contexts. This work paves the way for further studies, serving as a platform for future exploration of complex networks with improved precision and efficiency (<xref ref-type="table" rid="T5">Algorithm 2</xref>).</p>
<table-wrap position="float" id="T5">
<label>Algorithm 2</label>
<caption><p>Pseudocode for computing metrics of the generalized mesh network.</p></caption>
<graphic xlink:href="fams-11-1519577-i0002.tif"/>
</table-wrap>
<p><xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref> evaluates several network-related parameters for the Generalized Mesh Network Graph <inline-formula><mml:math id="M196"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> across values of <italic>n</italic> from 2 to 15. The parameters included are the Spectral Radius (<inline-formula><mml:math id="M197"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">S</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">P</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>), Average Edge Length (<inline-formula><mml:math id="M198"><mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>), Knot Number (<inline-formula><mml:math id="M199"><mml:mi mathvariant="script">K</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">I</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>), Average Path Length (<inline-formula><mml:math id="M200"><mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">P</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>), and Global Mean First Passage Time (<inline-formula><mml:math id="M201"><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">P</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>). As <italic>n</italic> increases, a notable trend is observed across these parameters. The Spectral Radius (<inline-formula><mml:math id="M202"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">S</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">P</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>) shows a slight increase from 4.013 to 5.963, reflecting a gradual growth in the network&#x00027;s connectivity as more nodes are added. The Average Edge Length (<inline-formula><mml:math id="M203"><mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>) also increases consistently, indicating that as the network grows, the average distance between connected nodes becomes larger. The Knot Number (<inline-formula><mml:math id="M204"><mml:mi mathvariant="script">K</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">I</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>), which quantifies the number of key nodes in the network, increases significantly, suggesting that more nodes are becoming central as the network expands. The Average Path Length (<italic>AP</italic><sub><italic>L</italic></sub>) increases from 0.819 to 21.634, showing that the average distance between any two nodes grows with the size of the network. Finally, the Global Mean First Passage Time (<inline-formula><mml:math id="M205"><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">P</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>) increases from 0.8356 to 4.1385, reflecting that it takes more time on average for a random walker to reach a target node as the network becomes larger. <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref> provides similar parameters for the Generalized Mesh Network Graph <inline-formula><mml:math id="M206"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi mathvariant="script">n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. The parameters assessed are the Spectral Radius (<inline-formula><mml:math id="M207"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">S</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">P</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>), Average Path Length (<italic>AP</italic><sub><italic>L</italic></sub>), Average Edge Length (<inline-formula><mml:math id="M208"><mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>), Global Mean First Passage Time (<inline-formula><mml:math id="M209"><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">P</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>), and Knot Number (<inline-formula><mml:math id="M210"><mml:mi mathvariant="script">K</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">I</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>). Trends in these parameters show a clear pattern of growth and increase with respect to the network size.</p>
<p>The Spectral Radius (<inline-formula><mml:math id="M211"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">S</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">P</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>) increases from 5.025 to 6.9582, indicating a growth in the connectivity strength as the network size increases. The Average Edge Length (<inline-formula><mml:math id="M212"><mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>) increases with network size, which is consistent with the observed trend in <xref ref-type="table" rid="T3">Table 3</xref>, suggesting that longer edges become more prevalent in larger networks. The Average Path Length (<italic>AP</italic><sub><italic>L</italic></sub>) shows a notable increase from 1.45 to 24.458, similar to <xref ref-type="table" rid="T3">Table 3</xref>, indicating that as the network grows, the average distance between nodes becomes larger. The Global Mean First Passage Time (<inline-formula><mml:math id="M213"><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">P</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>) also increases from 1.1165 to 3.4895, indicating that it takes more time, on average, for a random walker to reach a target node in a larger network. The Knot Number (<inline-formula><mml:math id="M214"><mml:mi mathvariant="script">K</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">I</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>) increases significantly from 14.5 to 2150.9, suggesting a rise in the centrality and importance of nodes within the network as its size expands. Both tables show consistent trends with increasing network size. For <inline-formula><mml:math id="M225"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, the parameters reflect a gradual increase in spectral radius, average edge length, Kirchoff Index, and average path length, leading to a higher global mean first passage time. Similarly, for <inline-formula><mml:math id="M226"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, there is a clear upward trend in the spectral radius, average edge length, average path length, and global mean first passage time, with a much more pronounced increase in the Kirchoff Index. These trends illustrate that as the network size increases, the network&#x00027;s complexity grows, resulting in longer paths and higher passage times. The increasing Kirchoff Index indicates more significant central nodes or hubs, which can be crucial for understanding the network&#x00027;s connectivity and efficiency.</p>
<table-wrap position="float" id="T3">
<label>Table 3</label>
<caption><p>List of symbols and their descriptions.</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr style="background-color:#8f9496;color:#ffffff">
<th valign="top" align="left"><bold>Symbol</bold></th>
<th valign="top" align="left"><bold>Description</bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left"><inline-formula><mml:math id="M227"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left">Generalized mesh network with <italic>n</italic> nodes and <italic>m</italic> connections</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left"><inline-formula><mml:math id="M228"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mi>$</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left">Adjacency matrix of the given graph/network</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left"><inline-formula><mml:math id="M229"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mi>$</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left">Laplacian matrix of the given graph/network</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left"><inline-formula><mml:math id="M230"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">Q</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="italic"><mml:mi>$</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left">Signless Laplacian matrix of the given graph/network</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left"><inline-formula><mml:math id="M231"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">I</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left">Kirchhoff index</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left"><inline-formula><mml:math id="M232"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left">Spectral radius</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left"><inline-formula><mml:math id="M233"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left">Average path length</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left"><inline-formula><mml:math id="M234"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left">Global mean first passage time</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left"><inline-formula><mml:math id="M235"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left">Number of spanning trees</td>
</tr></tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
<sec sec-type="conclusions" id="s6">
<title>6 Conclusion</title>
<p>In summary, this article presents a comprehensive investigation into the spectral properties of the generalized mesh network graph, focusing on adjacency, Laplacian, and signless Laplacian spectra. Through advanced algebraic techniques, we have effectively analyzed these spectral characteristics to derive critical network parameters, including the Kirchhoff index (<inline-formula><mml:math id="M236"><mml:mi mathvariant="script">K</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">I</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>), Spectral radius (<inline-formula><mml:math id="M237"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">S</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">P</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>), Average path length (<italic>AP</italic><sub><italic>L</italic></sub>), Global mean first passage time (<inline-formula><mml:math id="M238"><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">M</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">P</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">T</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>), Graph energies (<inline-formula><mml:math id="M239"><mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">R</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>), and the number of spanning trees (<inline-formula><mml:math id="M240"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">NT</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">S</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>). Our analysis highlights the utility of Laplacian spectra in calculating and understanding various aspects of network behavior. By presenting the results in graphical form, we have provided a clear visualization of how these parameters vary with network dimensions, enhancing our understanding of their interplay and impact. This work not only deepens our insight into the structural and dynamic properties of generalized mesh networks but also offers a robust framework applicable to more complex real-world networks. The methods demonstrated here can be adapted and extended to address specific research needs, facilitating the exploration and optimization of various network configurations. The versatility and precision of these techniques underscore their potential in advancing the study of network systems and their practical applications.</p></sec>
</body>
<back>
<sec sec-type="data-availability" id="s7">
<title>Data availability statement</title>
<p>The original contributions presented in the study are included in the article/supplementary material, further inquiries can be directed to the corresponding author.</p>
</sec>
<sec sec-type="author-contributions" id="s8">
<title>Author contributions</title>
<p>AR: Conceptualization, Visualization, Writing &#x02013; original draft. MM: Software, Supervision, Writing &#x02013; review &#x00026; editing.</p>
</sec>
<sec sec-type="funding-information" id="s9">
<title>Funding</title>
<p>The author(s) declare that no financial support was received for the research and/or publication of this article.</p>
</sec>
<sec sec-type="COI-statement" id="conf1">
<title>Conflict of interest</title>
<p>The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec id="s10">
<title>Generative AI statement</title>
<p>The author(s) declare that Gen AI was used in the creation of this manuscript. During the preparation of this work the author(s) used AIL Models in order to improve the English writing as authors belong to non-English region. After using this tool/service, the author(s) reviewed and edited the content as needed and take(s) full responsibility for the content of the publication.</p></sec>
<sec sec-type="disclaimer" id="s11">
<title>Publisher&#x00027;s note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<label>1.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Merris</surname> <given-names>R</given-names></name></person-group>. <article-title>Laplacian matrices of graphs: a survey</article-title>. <source>Linear Algebra Appl</source>. (<year>1994</year>) <volume>197&#x02013;198</volume>:<fpage>143</fpage>&#x02013;<lpage>76</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0024-3795(94)90486-3</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">22497802</pub-id></citation></ref>
<ref id="B2">
<label>2.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hong</surname> <given-names>Y</given-names></name> <name><surname>Zhang</surname> <given-names>XD</given-names></name></person-group>. <article-title>Sharp upper and lower bounds for largest eigenvalue of the Laplacian matrices of trees</article-title>. <source>Discrete Mathemat</source>. (<year>2005</year>) <volume>296</volume>:<fpage>187</fpage>&#x02013;<lpage>97</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.disc.2005.04.001</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B3">
<label>3.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Agaev</surname> <given-names>R</given-names></name> <name><surname>Chebotarev</surname> <given-names>P</given-names></name></person-group>. <article-title>On the spectra of nonsymmetric Laplacian matrices</article-title>. <source>Linear Algebra Appl</source>. (<year>2005</year>) <volume>399</volume>:<fpage>157</fpage>&#x02013;<lpage>68</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.laa.2004.09.003</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B4">
<label>4.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Rojo</surname> <given-names>O</given-names></name> <name><surname>Soto</surname> <given-names>R</given-names></name></person-group>. <article-title>The spectra of the adjacency matrix and Laplacian matrix for some balanced trees</article-title>. <source>Linear Algebra Appl</source>. (<year>2005</year>) <volume>403</volume>:<fpage>97</fpage>&#x02013;<lpage>117</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.laa.2005.01.011</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B5">
<label>5.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Ding</surname> <given-names>X</given-names></name> <name><surname>Jiang</surname> <given-names>T</given-names></name></person-group>. <article-title>Spectral distributions of adjacency and Laplacian matrices of random graphs</article-title>. <source>Ann Appl Probab</source>. (<year>2010</year>) <volume>20</volume>:<fpage>2086</fpage>&#x02013;<lpage>117</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1214/10-AAP677</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">27925747</pub-id></citation></ref>
<ref id="B6">
<label>6.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Wu</surname> <given-names>CW</given-names></name></person-group>. <article-title>Conditions for separability in generalized Laplacian matrices and diagonally dominant matrices as density matrices</article-title>. <source>Physics Letters A</source>. (<year>2006</year>) <volume>351</volume>:<fpage>18</fpage>&#x02013;<lpage>22</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.physleta.2005.10.049</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B7">
<label>7.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kaveh</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Rahami</surname> <given-names>H</given-names></name></person-group>. <article-title>Block diagonalization of adjacency and Laplacian matrices for graph product; applications in structural mechanics</article-title>. <source>Int J Numer Methods Eng</source>. (<year>2008</year>) <volume>68</volume>:<fpage>33</fpage>&#x02013;<lpage>63</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/nme.1696</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B8">
<label>8.</label>
<citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Spielman</surname> <given-names>DA</given-names></name></person-group>. <article-title>Algorithms, graph theory, and linear equations in Laplacian matrices</article-title>. In: <source>Proceedings of the International Congress of Mathematicians (ICM 2010).</source> <publisher-loc>New Delhi</publisher-loc>: <publisher-name>Hindustan Book Agency</publisher-name> (<year>2010</year>). p. <fpage>2698</fpage>&#x02013;<lpage>2722</lpage>.<pub-id pub-id-type="pmid">33646958</pub-id></citation></ref>
<ref id="B9">
<label>9.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Estrada</surname> <given-names>E</given-names></name></person-group>. <article-title>Path Laplacian matrices: Introduction and application to the analysis of consensus in networks</article-title>. <source>Linear Algebra Appl</source>. (<year>2012</year>) <volume>436</volume>:<fpage>3373</fpage>&#x02013;<lpage>91</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.laa.2011.11.032</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B10">
<label>10.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Krishnan</surname> <given-names>D</given-names></name> <name><surname>Fattal</surname> <given-names>R</given-names></name> <name><surname>Szeliski</surname> <given-names>R</given-names></name></person-group>. <article-title>Efficient preconditioning of Laplacian matrices for computer graphics</article-title>. <source>ACM Trans Graph</source>. (<year>2013</year>) <volume>32</volume>:<fpage>1</fpage>&#x02013;<lpage>15</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1145/2461912.2461992</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B11">
<label>11.</label>
<citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Dong</surname> <given-names>X</given-names></name> <name><surname>Thanou</surname> <given-names>D</given-names></name> <name><surname>Frossard</surname> <given-names>P</given-names></name> <name><surname>Vandergheynst</surname> <given-names>P</given-names></name></person-group>. <article-title>Laplacian matrix learning for smooth graph signal representation</article-title>. In: <source>2015 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)</source>. <publisher-loc>Piscataway, NJ</publisher-loc>: <publisher-name>IEEE</publisher-name> (<year>2015</year>). p. <fpage>3736</fpage>&#x02013;<lpage>3740</lpage>.<pub-id pub-id-type="pmid">36883134</pub-id></citation></ref>
<ref id="B12">
<label>12.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Pirani</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Sundaram</surname> <given-names>S</given-names></name></person-group>. <article-title>On the smallest eigenvalue of grounded Laplacian matrices</article-title>. <source>IEEE Trans Automat Contr</source>. (<year>2016</year>) <volume>61</volume>:<fpage>509</fpage>&#x02013;<lpage>14</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TAC.2015.2444191</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B13">
<label>13.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Bergamaschi</surname> <given-names>L.</given-names></name> <name><surname>Mart&#x000ED;nez</surname> <given-names>A</given-names></name></person-group>. (<year>2015</year>). <article-title>Efficiently preconditioned inexact Newton methods for large symmetric eigenvalue problems</article-title>. <source>Optimiz Methods Softw</source>. <volume>30</volume>:<fpage>301</fpage>&#x02013;<lpage>22</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/10556788.2014.908878</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B14">
<label>14.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Bandeira</surname> <given-names>AS</given-names></name></person-group>. <article-title>Random Laplacian matrices and convex relaxations</article-title>. <source>Found Comput Mathem</source>. (<year>2018</year>) <volume>18</volume>:<fpage>345</fpage>&#x02013;<lpage>79</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10208-016-9341-9</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B15">
<label>15.</label>
<citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Zhou</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Liu</surname> <given-names>X</given-names></name> <name><surname>Liu</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Guo</surname> <given-names>X</given-names></name> <name><surname>Zhao</surname> <given-names>Y</given-names></name> <name><surname>Zhu</surname> <given-names>E</given-names></name> <etal/></person-group>. <article-title>Multi-view spectral clustering with optimal neighborhood laplacian matrix</article-title>. In: <source>Proceedings of the AAAI Conference on Artificial Intelligence</source>. <publisher-loc>Palo Alto, CA</publisher-loc>: <publisher-name>AAAI Press</publisher-name> (<year>2020</year>). p. <fpage>6965</fpage>&#x02013;<lpage>72</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B16">
<label>16.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Li</surname> <given-names>W</given-names></name></person-group>. <article-title>Quotient with a general orthogonality constraint and an eigen-balanced Laplacian matrix: the greatest lower bound and applications in cooperative control problems</article-title>. <source>IEEE Trans Automat Contr</source>. (<year>2018</year>) <volume>63</volume>:<fpage>4024</fpage>&#x02013;<lpage>31</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TAC.2018.2815179</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B17">
<label>17.</label>
<citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hermann</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Konigorski</surname> <given-names>U</given-names></name></person-group>. <article-title>Eigenvalue assignment for the laplacian matrix of directed graphs</article-title>. In: <source>Proceedings of the 2019 American Control Conference (ACC)</source>. <publisher-loc>Philadelphia, PA</publisher-loc>: <publisher-name>ACC</publisher-name>. (<year>2019</year>). p. <fpage>4036</fpage>&#x02013;<lpage>4042</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B18">
<label>18.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Bergamaschi</surname> <given-names>L</given-names></name> <name><surname>Bozzo</surname> <given-names>E</given-names></name></person-group>. <article-title>Computing the smallest Eigenpairs of the graph Laplacian</article-title>. <source>SeMA J</source>. (<year>2018</year>) <volume>75</volume>:<fpage>1</fpage>&#x02013;<lpage>16</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s40324-017-0108-2</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B19">
<label>19.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Jog</surname> <given-names>SR</given-names></name> <name><surname>Kotambari</surname> <given-names>R</given-names></name></person-group>. <article-title>On the adjacency, laplacian, and signless laplacian spectrum of coalescence of complete graphs</article-title>. <source>J Graph Theory</source>. (<year>2016</year>) <volume>82</volume>:<fpage>5906801</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1155/2016/5906801</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B20">
<label>20.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Alhevaz</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Baghipur</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Ganie</surname> <given-names>HA</given-names></name> <name><surname>Pirzada</surname> <given-names>S</given-names></name></person-group>. <article-title>Brouwer type conjecture for the eigenvalues of distance signless Laplacian matrix of a graph</article-title>. <source>Linear Multilinea Algebra</source>. (<year>2019</year>) <volume>69</volume>:<fpage>2423</fpage>&#x02013;<lpage>40</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/03081087.2019.1679074</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B21">
<label>21.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Ganie</surname> <given-names>HA</given-names></name> <name><surname>Shang</surname> <given-names>Y</given-names></name></person-group>. <article-title>On the spectral radius and energy of signless Laplacian matrix of digraphs</article-title>. <source>Heliyon</source>. (<year>2022</year>) <volume>8</volume>:<fpage>e09186</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.heliyon.2022.e09186</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">35368532</pub-id></citation></ref>
<ref id="B22">
<label>22.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Morbidi</surname> <given-names>F</given-names></name></person-group>. <article-title>Functions of the Laplacian matrix with application to distributed formation control</article-title>. <source>IEEE Trans Cont Netw Syst</source>. (<year>2022</year>) <volume>9</volume>:<fpage>1459</fpage>&#x02013;<lpage>67</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TCNS.2021.3113263</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B23">
<label>23.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Reinhart</surname> <given-names>C</given-names></name></person-group>. <article-title>The normalized distance Laplacian</article-title>. <source>Special Matrices</source>. (<year>2021</year>) <volume>9</volume>:<fpage>1</fpage>&#x02013;<lpage>18</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1515/spma-2020-0114</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B24">
<label>24.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Chakrabarty</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Hazra</surname> <given-names>RS</given-names></name> <name><surname>Hollander</surname> <given-names>F</given-names></name> <name><surname>Sfragara</surname> <given-names>M</given-names></name></person-group>. <article-title>Spectra of adjacency and Laplacian matrices of inhomogeneous Erdos-R&#x000E9;nyi random graphs</article-title>. <source>Random Matric</source>. (<year>2021</year>) <volume>10</volume>:<fpage>2150009</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1142/S201032632150009X</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B25">
<label>25.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Alazemi</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>An&#x00111;eli&#x00107;</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Koledin</surname> <given-names>T</given-names></name> <name><surname>Stanic</surname> <given-names>Z</given-names></name></person-group>. <article-title>Chain graphs with simple Laplacian eigenvalues and their Laplacian dynamics</article-title>. <source>Computat Appl Mathem</source>. (<year>2022</year>) <volume>42</volume>:<fpage>6</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s40314-022-02141-5</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B26">
<label>26.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>An&#x00111;eli&#x00107;</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>da Fonseca</surname> <given-names>CM</given-names></name> <name><surname>Kilic</surname> <given-names>E</given-names></name> <name><surname>Stanic</surname> <given-names>Z</given-names></name></person-group>. <article-title>A Sylvester-Kac matrix type and the Laplacian controllability of half graphs</article-title>. <source>Electron J Linear Algebra</source>. (<year>2022</year>) <volume>2022</volume>:<fpage>38</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.13001/ela.2022.6947</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B27">
<label>27.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Bapat</surname> <given-names>RB</given-names></name> <name><surname>Jana</surname> <given-names>R</given-names></name> <name><surname>Pati</surname> <given-names>S</given-names></name></person-group>. <article-title>The bipartite Laplacian matrix of a nonsingular tree</article-title>. <source>Special Matrices</source>. (<year>2023</year>) <volume>11</volume>:<fpage>20230102</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1515/spma-2023-0102</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B28">
<label>28.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>An&#x00111;eli&#x00107;</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Brunetti</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Stanic</surname> <given-names>Z</given-names></name></person-group>. <article-title>Laplacian controllability for graphs obtained by some standard products</article-title>. <source>Graphs Combinat</source>. (<year>2020</year>) <volume>36</volume>:<fpage>1593</fpage>&#x02013;<lpage>602</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s00373-020-02212-6</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B29">
<label>29.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>An&#x00111;eli&#x00107;</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>da Fonseca</surname> <given-names>CM</given-names></name> <name><surname>Simi&#x00107;</surname> <given-names>SK</given-names></name> <name><surname>To&#x00107;</surname> <given-names>DV</given-names></name></person-group>. <article-title>Connected graphs of fixed order and size with maximal Q-index: some spectral bounds</article-title>. <source>Discrete Appl Mathemat</source>. (<year>2012</year>) <volume>160</volume>:<fpage>448</fpage>&#x02013;<lpage>59</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.dam.2011.11.001</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B30">
<label>30.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Mallik</surname> <given-names>S</given-names></name></person-group>. <article-title>Matrix tree theorem for the net Laplacian matrix of a signed graph</article-title>. <source>Linear Multilinear Algebra</source>. (<year>2024</year>) <volume>72</volume>:<fpage>1138</fpage>&#x02013;<lpage>52</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/03081087.2023.2172544</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B31">
<label>31.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Raza</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Munir</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Abbas</surname> <given-names>T</given-names></name> <name><surname>Eldin</surname> <given-names>SM</given-names></name> <name><surname>Khan</surname> <given-names>I</given-names></name></person-group>. <article-title>Spectrum of prism graph and relation with network related quantities</article-title>. <source>AIMS Math</source>. (<year>2023</year>) <volume>8</volume>:<fpage>2634</fpage>&#x02013;<lpage>47</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3934/math.2023137</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B32">
<label>32.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Raza</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Munir</surname> <given-names>MM</given-names></name></person-group>. <article-title>Insights into network properties: spectrum-based analysis with Laplacian and signless Laplacian spectra</article-title>. <source>Eur Physi J Plus</source>. (<year>2023</year>) <volume>138</volume>:<fpage>802</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1140/epjp/s13360-023-04441-z</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B33">
<label>33.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Raza</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Munir</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Hussain</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Tolasa</surname> <given-names>FT</given-names></name></person-group>. <article-title>A spectrum-based approach to network analysis utilizing Laplacian and signless laplacian spectra to torus networks</article-title>. <source>IEEE Access</source>. (<year>2024</year>) <volume>12</volume>:<fpage>52016</fpage>&#x02013;<lpage>52029</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/ACCESS.2024.3384300</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B34">
<label>34.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Harel</surname> <given-names>D</given-names></name> <name><surname>Sardashti</surname> <given-names>A</given-names></name></person-group>. <article-title>Structural characteristics of grid graphs</article-title>. <source>J Graph Theory</source>. (<year>1998</year>) <volume>27</volume>:<fpage>133</fpage>&#x02013;<lpage>48</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B35">
<label>35.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hinz</surname> <given-names>AM</given-names></name> <name><surname>Holz auf der Heide</surname> <given-names>C</given-names></name></person-group>. <article-title>An efficient algorithm to determine all shortest paths in Sierpinski graphs</article-title>. <source>Discrete Appl Math</source>. (<year>2014</year>) <volume>177</volume>:<fpage>111</fpage>&#x02013;<lpage>20</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.dam.2014.05.049</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B36">
<label>36.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Yang</surname> <given-names>Y</given-names></name> <name><surname>Liu</surname> <given-names>H</given-names></name> <name><surname>Hou</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Zhang</surname> <given-names>N</given-names></name> <name><surname>Wu</surname> <given-names>T</given-names></name></person-group>. <article-title>Data collection of wireless sensor network with grid structure based on compressed sensing</article-title>. In: <source>2021 IEEE 4th International Conference on Electronic Information and Communication Technology (ICEICT), Xi&#x00027;an, China</source> (<year>2021</year>) p. <fpage>363</fpage>&#x02013;<lpage>8</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/ICEICT53123.2021.9531288</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B37">
<label>37.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Fang</surname> <given-names>X</given-names></name> <name><surname>Misra</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Xue</surname> <given-names>G</given-names></name> <name><surname>Yang</surname> <given-names>D</given-names></name></person-group>. <article-title>A survey of smart grid architectures, applications, benefits and standardization</article-title>. <source>J Netw Comput Appl</source>. (<year>2012</year>) <volume>35</volume>:<fpage>1950</fpage>&#x02013;<lpage>62</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jnca.2012.07.002</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B38">
<label>38.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Trinajstic</surname> <given-names>N</given-names></name> <name><surname>Babic</surname> <given-names>D</given-names></name> <name><surname>Nikolic</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Plav&#x00161;ic</surname> <given-names>D</given-names></name> <name><surname>Amic</surname> <given-names>D</given-names></name> <name><surname>Mihalic</surname> <given-names>Z</given-names></name></person-group>. <article-title>The Laplacian matrix in chemistry</article-title>. <source>J Chem Inform Comput Sci</source>. (<year>1994</year>) <volume>34</volume>:<fpage>368</fpage>&#x02013;<lpage>76</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1021/ci00018a023</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B39">
<label>39.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Chu</surname> <given-names>Z</given-names></name> <name><surname>Munir</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Yousaf</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Qureshi</surname> <given-names>MI</given-names></name> <name><surname>Liu</surname> <given-names>J</given-names></name></person-group>. <article-title>Laplacian and signless Laplacian spectra and energies of multi-step wheel networks</article-title>. <source>Mathem Biosci Eng</source>. (<year>2020</year>) <volume>17</volume>:<fpage>3649</fpage>&#x02013;<lpage>59</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3934/mbe.2020206</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">32987549</pub-id></citation></ref>
<ref id="B40">
<label>40.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Xu</surname> <given-names>Y</given-names></name> <name><surname>Feng</surname> <given-names>Z</given-names></name> <name><surname>Qi</surname> <given-names>X</given-names></name></person-group>. <article-title>Signless-Laplacian eigenvector centrality: a novel vital nodes identification method for complex networks</article-title>. <source>Pattern Recognit. Letters</source>. (<year>2021</year>) <volume>148</volume>:<fpage>7</fpage>&#x02013;<lpage>14</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.patrec.2021.04.018</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B41">
<label>41.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Pecora</surname> <given-names>LM</given-names></name> <name><surname>Sorrentino</surname> <given-names>F</given-names></name> <name><surname>Hagerstrom</surname> <given-names>AM</given-names></name> <name><surname>Murphy</surname> <given-names>TE</given-names></name> <name><surname>Roy</surname> <given-names>R</given-names></name></person-group>. <article-title>How do the eigenvalues of the Laplacian matrix affect route to synchronization patterns</article-title>. <source>Phys Lett A.</source> (<year>2014</year>) <volume>378</volume>:<fpage>2590</fpage>&#x02013;<lpage>5</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.physleta.2014.07.019</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B42">
<label>42.</label>
<citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Mohar</surname> <given-names>B</given-names></name></person-group>. <article-title>Some applications of Laplace eigenvalues of graphs</article-title>. In: <person-group person-group-type="editor"><name><surname>Hahn</surname> <given-names>G</given-names></name> <name><surname>Sabidussi</surname> <given-names>G</given-names></name></person-group>, editors. <source>Graph Symmetry. NATO ASI Series, Vol. 497</source>. <publisher-loc>Dordrecht</publisher-loc>: <publisher-name>Springer</publisher-name> (<year>1997</year>). <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-94-015-8937-6_6</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">38090863</pub-id></citation></ref>
<ref id="B43">
<label>43.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Lukovits</surname> <given-names>I</given-names></name> <name><surname>Nikoli&#x00107;</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Trinajsti&#x00107;</surname> <given-names>N</given-names></name></person-group>. <article-title>Resistance distance in regular graphs</article-title>. <source>Int J Quant Chem</source>. (<year>1999</year>) <volume>71</volume>:<fpage>217</fpage>&#x02013;<lpage>225</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B44">
<label>44.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Szab&#x000F3;</surname> <given-names>GJ</given-names></name> <name><surname>Alava</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Kert&#x000E9;sz</surname> <given-names>J</given-names></name></person-group>. <article-title>Geometry of minimum spanning trees on scale-free networks</article-title>. <source>Physica A</source>. (<year>2003</year>) <volume>330</volume>:<fpage>31</fpage>&#x02013;<lpage>6</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.physa.2003.08.031</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B45">
<label>45.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Wu</surname> <given-names>ZH</given-names></name> <name><surname>Braunstein</surname> <given-names>LA</given-names></name> <name><surname>Havlin</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Stanley</surname> <given-names>HE</given-names></name></person-group>. <article-title>Transport in weighted networks: partition into superhighways and roads, Phys</article-title>. <source>Rev Lett</source>. (<year>2006</year>) <volume>96</volume>:<fpage>148702</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.96.148702</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">16712129</pub-id></citation></ref>
<ref id="B46">
<label>46.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Dhar</surname> <given-names>D</given-names></name></person-group>. <article-title>Theoretical studies of self-organized criticality</article-title>. <source>Physica A</source>. (<year>2006</year>) <volume>369</volume>:<fpage>29</fpage>&#x02013;<lpage>70</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.physa.2006.04.004</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B47">
<label>47.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Dhar</surname> <given-names>D</given-names></name> <name><surname>Dhar</surname> <given-names>A</given-names></name></person-group>. <article-title>Distribution of sizes of erased loops for loop-erased random walks, Phys</article-title>. <source>Rev E</source>. (<year>1997</year>) <volume>55</volume>:<fpage>R2093</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevE.55.R2093</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B48">
<label>48.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Zhang</surname> <given-names>ZZ</given-names></name> <name><surname>Wu</surname> <given-names>B</given-names></name> <name><surname>Comellas</surname> <given-names>F</given-names></name></person-group>. <article-title>The number of spanning trees in Apollonian networks, Discrete Appl</article-title>. <source>Math</source>. (<year>2014</year>) <volume>169</volume>:<fpage>206</fpage>&#x02013;<lpage>13</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.dam.2014.01.015</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B49">
<label>49.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Godsil</surname> <given-names>C</given-names></name> <name><surname>Royle</surname> <given-names>G</given-names></name></person-group>. <source>Algebraic Graph Theory, Graduate Texts in Mathematics</source>. New York: Springer. (<year>2001</year>). p. <fpage>207</fpage>.<pub-id pub-id-type="pmid">22450571</pub-id></citation></ref>
<ref id="B50">
<label>50.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Liu</surname> <given-names>P</given-names></name> <name><surname>Liu</surname> <given-names>G</given-names></name> <name><surname>Lv</surname> <given-names>H</given-names></name></person-group>. <article-title>Power function method for finding the spectral radius of weakly irreducible nonnegative tensors</article-title>. <source>Symmetry</source>. (<year>2022</year>) <volume>14</volume>:<fpage>2157</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/sym14102157</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B51">
<label>51.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Jiang</surname> <given-names>Z</given-names></name> <name><surname>Li</surname> <given-names>L</given-names></name> <name><surname>Xu</surname> <given-names>Y</given-names></name></person-group>. <article-title>Spectral Radius Optimization for Neural Networks</article-title>. <source>Neural Networks</source>. (<year>2020</year>) <volume>122</volume>:<fpage>359</fpage>&#x02013;<lpage>69</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B52">
<label>52.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Klein</surname> <given-names>DJ</given-names></name> <name><surname>Randic</surname> <given-names>M</given-names></name></person-group>. <article-title>Resistance distances</article-title>. <source>J Math Chem</source>. (<year>1993</year>) <volume>12</volume>:<fpage>81</fpage>&#x02013;<lpage>95</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/BF01164627</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B53">
<label>53.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Li</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Zhang</surname> <given-names>Q</given-names></name> <name><surname>Wang</surname> <given-names>Y</given-names></name> <name><surname>Li</surname> <given-names>X</given-names></name></person-group>. <article-title>Graph energies and network robustness</article-title>. <source>J Complex Netw</source>. (<year>2022</year>) <fpage>1</fpage>&#x02013;<lpage>15</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B54">
<label>54.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Lee</surname> <given-names>JR</given-names></name> <name><surname>Hussain</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Fahad</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Raza</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Qureshi</surname> <given-names>MI</given-names></name> <etal/></person-group>. <article-title>On ev and ve-Degree Based Topological Indices of Silicon Carbides</article-title>. <source>CMES</source>. (<year>2022</year>) <volume>130</volume>:<fpage>871</fpage>&#x02013;<lpage>85</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.32604/cmes.2022.016836</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B55">
<label>55.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Fowler</surname> <given-names>PW</given-names></name></person-group>. <article-title>Energies of graphs and molecules</article-title>. <source>AIP Conf Proc</source>. (<year>2007</year>) <volume>963</volume>:<fpage>517</fpage>&#x02013;<lpage>20</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.2836127</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B56">
<label>56.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Zhang</surname> <given-names>X</given-names></name> <name><surname>Raza</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Fahad</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Jamil</surname> <given-names>MK</given-names></name></person-group>. (<year>2020</year>). <article-title>On face index of silicon carbides</article-title>. <source>Discrete Dyn Nat Soc</source>. 2020:6048438. <pub-id pub-id-type="doi">10.1155/2020/6048438</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">14659713</pub-id></citation></ref>
<ref id="B57">
<label>57.</label>
<citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Truong</surname> <given-names>QD</given-names></name> <name><surname>Truong</surname> <given-names>QB</given-names></name> <name><surname>Dkaki</surname> <given-names>T</given-names></name></person-group>. <article-title>Graph methods for social network analysis</article-title>. In: <person-group person-group-type="editor"><name><surname>Vinh</surname> <given-names>P</given-names></name> <name><surname>Barolli</surname> <given-names>L</given-names></name></person-group>, editors. <source>Nature of Computation and Communication. ICTCC 2016. Lecture Notes of the Institute for Computer Sciences, Social Informatics and Telecommunications Engineering, Vol. 168</source>. <publisher-loc>Cham</publisher-loc>: <publisher-name>Springer</publisher-name> (<year>2016</year>). <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-3-319-46909-6_25</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B58">
<label>58.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Alghazzawi</surname> <given-names>D</given-names></name> <name><surname>Raza</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Munir</surname> <given-names>U</given-names></name> <name><surname>Ali</surname> <given-names>S</given-names></name></person-group>. <article-title>Chemical applicability of newly introduced topological invariants and their relation with polycyclic compounds</article-title>. <source>J Mathemat</source>. (<year>2022</year>) <volume>2022</volume>:<fpage>5867040</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1155/2022/5867040</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B59">
<label>59.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Ramana</surname> <given-names>KVM</given-names></name> <name><surname>Shireesha</surname> <given-names>R</given-names></name></person-group>. <article-title>Applications of spectral graph theory in machine learning and data science</article-title>. <source>Global J Eng Innov Interdiscipl Res</source>. (<year>2025</year>) <volume>5</volume>:<fpage>1</fpage>&#x02013;<lpage>6</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.33425/3066-1226.1070</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B60">
<label>60.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Morzy</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Kajdanowicz</surname> <given-names>T</given-names></name></person-group>. <article-title>Graph energies of egocentric networks and their correlation with vertex centrality measures</article-title>. <source>Entropy</source>. (<year>2018</year>) <volume>20</volume>:<fpage>916</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/e20120916</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">33266640</pub-id></citation></ref>
<ref id="B61">
<label>61.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Chen</surname> <given-names>D</given-names></name> <name><surname>Nie</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Wang</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Kong</surname> <given-names>Y</given-names></name> <name><surname>Wang</surname> <given-names>D</given-names></name> <name><surname>Huang</surname> <given-names>X</given-names></name></person-group>. <article-title>Community detection based on graph representation learning in evolutionary networks</article-title>. <source>Appl Sci</source>. (<year>2021</year>) <volume>11</volume>:<fpage>4497</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/app11104497</pub-id></citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article> 