<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="2.3" xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Chem.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Chemistry</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Chem.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2296-2646</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">1132587</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fchem.2023.1132587</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Chemistry</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Anti-Kekul&#xe9; number of the {(3, 4), 4}-fullerene<sup>&#x2a;</sup>
</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Yang and Jia</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.3389/fchem.2023.1132587">10.3389/fchem.2023.1132587</ext-link>
</alt-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>Rui</given-names>
</name>
<xref ref-type="corresp" rid="c001">&#x2a;</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2147243/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Jia</surname>
<given-names>Huimin</given-names>
</name>
</contrib>
</contrib-group>
<aff>
<institution>School of Mathematics and Information Science</institution>, <institution>Henan Polytechnic University</institution>, <addr-line>Jiaozuo</addr-line>, <addr-line>Henan</addr-line>, <country>China</country>
</aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Edited by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2091158/overview">Baoyindureng Wu</ext-link>, Xinjiang University, China</p>
</fn>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Reviewed by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2157084/overview">Guifu Su</ext-link>, Beijing University of Chemical Technology, China</p>
<p>
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2159354/overview">Qiuli Li</ext-link>, Lanzhou University, China</p>
<p>
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2159702/overview">Hong Bian</ext-link>, Xinjiang Normal University, China</p>
</fn>
<corresp id="c001">&#x2a;Correspondence: Rui Yang, <email>yangrui@hpu.edu.cn</email>
</corresp>
<fn fn-type="other">
<p>This article was submitted to Theoretical and Computational Chemistry, a section of the journal Frontiers in Chemistry</p>
</fn>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>24</day>
<month>02</month>
<year>2023</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2023</year>
</pub-date>
<volume>11</volume>
<elocation-id>1132587</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>27</day>
<month>12</month>
<year>2022</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>06</day>
<month>02</month>
<year>2023</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#xa9; 2023 Yang and Jia.</copyright-statement>
<copyright-year>2023</copyright-year>
<copyright-holder>Yang and Jia</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>A <italic>{(3,4),4}-fullerene graph</italic> <italic>G</italic> is a 4-regular plane graph with exactly eight triangular faces and other quadrangular faces. An edge subset <italic>S</italic> of <italic>G</italic> is called an <italic>anti-Kekul&#xe9; set</italic>, if <italic>G</italic> &#x2212; <italic>S</italic> is a connected subgraph without perfect matchings. The <italic>anti-Kekul&#xe9; number</italic> of <italic>G</italic> is the smallest cardinality of anti-Kekul&#xe9; sets and is denoted by <inline-formula id="inf1">
<mml:math id="m1">
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>. In this paper, we show that <inline-formula id="inf2">
<mml:math id="m2">
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>; at the same time, we determine that the {(3, 4), 4}-fullerene graph with anti-Kekul&#xe9; number 4 consists of two kinds of graphs: one of which is the graph <inline-formula id="inf3">
<mml:math id="m3">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> consisting of the tubular graph <inline-formula id="inf4">
<mml:math id="m4">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, where <italic>Q</italic>
<sub>
<italic>n</italic>
</sub> is composed of <inline-formula id="inf5">
<mml:math id="m5">
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> concentric layers of quadrangles, capped on each end by a cap formed by four triangles which share a common vertex (see <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref> for the graph <italic>Q</italic>
<sub>
<italic>n</italic>
</sub>); and the other is the graph <inline-formula id="inf6">
<mml:math id="m6">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, which contains four diamonds <italic>D</italic>
<sub>1</sub>, <italic>D</italic>
<sub>2</sub>, <italic>D</italic>
<sub>3</sub>, and <italic>D</italic>
<sub>4</sub>, where each diamond <inline-formula id="inf7">
<mml:math id="m7">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> consists of two adjacent triangles with a common edge <inline-formula id="inf8">
<mml:math id="m8">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> such that four edges <italic>e</italic>
<sub>1</sub>, <italic>e</italic>
<sub>2</sub>, <italic>e</italic>
<sub>3</sub>, and <italic>e</italic>
<sub>4</sub> form a matching (see <xref ref-type="fig" rid="F7">Figure 7D</xref> for the four diamonds <italic>D</italic>
<sub>1</sub> &#x2212; <italic>D</italic>
<sub>4</sub>). As a consequence, we prove that if <inline-formula id="inf9">
<mml:math id="m9">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, then <inline-formula id="inf10">
<mml:math id="m10">
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>; moreover, if <inline-formula id="inf11">
<mml:math id="m11">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, we give the condition to judge that the anti-Kekul&#xe9; number of graph <italic>G</italic> is 4 or 5.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<kwd>anti-Kekul&#xe9; set</kwd>
<kwd>anti-Kekul&#xe9; number</kwd>
<kwd>{(3,4),4}-fullerene</kwd>
<kwd>perfect matching</kwd>
<kwd>matching</kwd>
</kwd-group>
<contract-num rid="cn001">11801148 11626089</contract-num>
<contract-sponsor id="cn001">National Natural Science Foundation of China<named-content content-type="fundref-id">10.13039/501100001809</named-content>
</contract-sponsor>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<title>1 Introduction</title>
<p>A <italic>{(3,4),4}-fullerene graph</italic> <italic>G</italic> is a 4-regular plane graph with exactly eight triangular faces and other quadrangular faces. This concept of the {(3, 4), 4}-fullerene comes from Deza&#x2019;s <italic>{(R,k)}-fullerene</italic> (<xref ref-type="bibr" rid="B1">Deza and Sikiri&#x0107;, 2012</xref>). Fixing <italic>R</italic> &#x2282; <italic>N</italic>, a {(<italic>R</italic>, <italic>k</italic>)}-fullerene graph is a <italic>k</italic>-regular <inline-formula id="inf12">
<mml:math id="m12">
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, and it is mapped on a sphere whose faces are i-gons <inline-formula id="inf13">
<mml:math id="m13">
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>. A <italic>{(a,b),k}-fullerene</italic> is {(<italic>R</italic>, <italic>k</italic>)}-fullerene with <inline-formula id="inf14">
<mml:math id="m14">
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>. The {(<italic>a</italic>, <italic>b</italic>), <italic>k</italic>}-fullerene draws attention because it includes the mostly widely researched graphs, such as fullerenes (i.e.,{(5, 6), 3}-fullerenes), boron&#x2013;nitrogen fullerenes (i.e.,{(4, 6), 3}-fullerenes), and (3,6)-fullerenes (i.e.,{(3, 6), 3}-fullerenes) (<xref ref-type="bibr" rid="B10">Yang and Zhang, 2012</xref>).</p>
<p>The anti-Kekul&#xe9; number of a graph was introduced by <xref ref-type="bibr" rid="B6">Vuki&#x010D;evi&#x107; and Trinajsti&#x0107; (2007</xref>). They introduced the anti-Kekul&#xe9; number as the smallest number of edges that have to be removed from a benzenoid to remain connected but without a Kekul&#xe9; structure. Here, a Kekul&#xe9; structure corresponds to a perfect matching in mathematics; it is known that benzenoid hydrocarbon has better stability if it has a lower anti-Kekul&#xe9; number. <xref ref-type="bibr" rid="B5">Veljan and Vuki&#x010D;evi&#x107; (2008</xref>) found that the anti-Kekul&#xe9; numbers of the infinite triangular, rectangular, and hexagonal grids are 9, 6 and 4, respectively. <xref ref-type="bibr" rid="B11">Zhang et al. (2011</xref>) proved that the anti-Kekul&#xe9; number of cata-condensed phenylenes is 3. For fullerenes, <xref ref-type="bibr" rid="B7">Vuki&#x010D;evi&#x107; (2007</xref>) proved that <italic>C</italic>
<sub>60</sub> has anti-Kekul&#xe9; number 4, and <xref ref-type="bibr" rid="B2">Kutnar et al. (2009</xref>) showed that the leapfrog fullerenes have the anti-Kekul&#xe9; number 3 or 4 and that for each leapfrog fullerene, the anti-Kekul&#xe9; number can be established by observing the finite number of cases independent of the size of the fullerene. Furthermore, this result was improved by <xref ref-type="bibr" rid="B8">Yang et al. (2012</xref>) by proving that all fullerenes have anti-Kekul&#xe9; number 4.</p>
<p>In general, <xref ref-type="bibr" rid="B3">Li et al. (2019</xref>) showed that the anti-Kekul&#xe9; number of a 2-connected cubic graph is either 3 or 4; moreover, all (4,6)-fullerenes have the anti-Kekul&#xe9; number 4, and all the (3,6)-fullerenes have anti-Kekul&#xe9; number 3. <xref ref-type="bibr" rid="B12">Zhao and Zhang (2020</xref>) confirmed all (4,5,6)-fullerenes have anti-Kekul&#xe9; number 3, which consist of four sporadic (4,5,6)-fullerenes (<italic>F</italic>
<sub>12</sub>, <italic>F</italic>
<sub>14</sub>, <italic>F</italic>
<sub>18</sub>, and <italic>F</italic>
<sub>20</sub>) and three classes of (4,5,6)-fullerenes with at least two and at most six pentagons.</p>
<p>Here, we consider the {(3, 4), 4}-fullerene graphs. In the next section, we recall some concepts and results needed for our discussion. In <xref ref-type="sec" rid="s3">Section 3</xref>, by using Tutte&#x2019;s Theorem on perfect matching of graphs, we determine the scope of the anti-Kekul&#xe9; number of the {(3, 4), 4}-fullerene. Finally, we show that the {(3, 4), 4}-fullerene with anti-Kekul&#xe9; number 4 consists of two kinds of graphs <inline-formula id="inf18">
<mml:math id="m18">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>. As a consequence, we prove that if <inline-formula id="inf19">
<mml:math id="m19">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, then <inline-formula id="inf20">
<mml:math id="m20">
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>. Moreover, if <inline-formula id="inf21">
<mml:math id="m21">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, we give the condition to judge that the anti-Kekul&#xe9; number of graph <italic>G</italic> is 4 or 5.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<title>2 Definitions and preliminary results</title>
<p>Let <inline-formula id="inf22">
<mml:math id="m22">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> be a simple and connected plane graph with vertex set <italic>V</italic>(<italic>G</italic>) and edge set <italic>E</italic>(<italic>G</italic>). For <inline-formula id="inf23">
<mml:math id="m23">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2286;</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, <italic>G</italic> &#x2212; <italic>V</italic>&#x2032; denotes the subgraph obtained from <italic>G</italic> by deleting the vertices in <italic>V</italic>&#x2032; together with their incident edges. If <italic>V</italic>&#x2032; &#x3d; <italic>v</italic>, we write <italic>G</italic> &#x2212; <italic>v</italic>. Similarly, for <inline-formula id="inf24">
<mml:math id="m24">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2286;</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, <italic>G</italic> &#x2212; <italic>E</italic>&#x2032; denotes the graph with vertex set <italic>V</italic>(<italic>G</italic>) and edge set <inline-formula id="inf25">
<mml:math id="m25">
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>. If <italic>E</italic>&#x2032; &#x3d; <italic>e</italic>, we write <italic>G</italic> &#x2212; <italic>e</italic>. Let <italic>V</italic>&#x2032; be a non-empty set; <inline-formula id="inf26">
<mml:math id="m26">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the induced subgraph of <italic>G</italic> induced by the vertices of <italic>V</italic>&#x2032;; similarly, if <inline-formula id="inf27">
<mml:math id="m27">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2286;</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf28">
<mml:math id="m28">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the induced subgraph of <italic>G</italic> induced by the edges of <italic>E</italic>&#x2032;.</p>
<p>For a subgraph <italic>H</italic> of <italic>G</italic>, the induced subgraph of <italic>G</italic> induced by vertices of <inline-formula id="inf29">
<mml:math id="m29">
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is denoted by <inline-formula id="inf30">
<mml:math id="m30">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. A plane graph <italic>G</italic> partitions the rest of the plane into a number of arcwise-connected open sets. These sets are called the <italic>faces</italic> of <italic>G</italic>. A face is said to be <italic>incident</italic> with the vertices and edges in its boundary, and two faces are <italic>adjacent</italic> if their boundaries have an edge in common. Let <inline-formula id="inf31">
<mml:math id="m31">
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> be the set of the faces of <italic>G</italic>.</p>
<p>An <italic>edge-cut</italic> of a connected plane graph <italic>G</italic> is a subset of edges <inline-formula id="inf32">
<mml:math id="m32">
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>&#x2286;</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> such that <italic>G</italic> &#x2212; <italic>C</italic> is disconnected. A <italic>k</italic>
<italic>-edge-cut</italic> is an edge-cut with <italic>k</italic> edges. A graph <italic>G</italic> is <italic>k</italic>
<italic>-edge-connected</italic> if <italic>G</italic> cannot be separated into at least two components by removing less than <italic>k</italic> edges. An edge-cut <italic>C</italic> of a graph <italic>G</italic> is c<italic>yclic</italic> if its removal separates two cycles. A graph <italic>G</italic> is <italic>cyclically</italic> <italic>k</italic>
<italic>-edge-connected</italic> if <italic>G</italic> cannot be separated into at least two components, each containing a cycle, by removing less than <italic>k</italic> edges. A cycle is called a facial cycle if it is the boundary of a face.</p>
<p>For subgraphs <italic>H</italic>
<sub>1</sub> and <italic>H</italic>
<sub>2</sub> of a plane graph <italic>G</italic>, <inline-formula id="inf33">
<mml:math id="m33">
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> represents the set of edges whose two end vertices are in <inline-formula id="inf34">
<mml:math id="m34">
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf35">
<mml:math id="m35">
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> separately. If <inline-formula id="inf36">
<mml:math id="m36">
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf37">
<mml:math id="m37">
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> are two non-empty disjoint vertex subsets such that <inline-formula id="inf38">
<mml:math id="m38">
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x222a;</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, then <inline-formula id="inf39">
<mml:math id="m39">
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is an edge-cut of <italic>G</italic>, and we simply write <inline-formula id="inf40">
<mml:math id="m40">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> or <inline-formula id="inf41">
<mml:math id="m41">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>. We use <inline-formula id="inf42">
<mml:math id="m42">
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> to denote the <italic>boundary</italic> of <italic>G</italic>, that is, the boundary of the infinite face of <italic>G</italic>.</p>
<p>A <italic>matching</italic> <italic>M</italic> of a graph <italic>G</italic> is a set of edges of <italic>G</italic> such that no two edges from <italic>M</italic> have a vertex in common. A matching <italic>M</italic> is <italic>perfect</italic> if it covers every vertex of <italic>G</italic>. A <italic>perfect matching</italic> is also called a Kekul&#xe9; structure in chemistry.</p>
<p>Let <italic>G</italic> be a connected graph with at least one perfect matching. For <inline-formula id="inf43">
<mml:math id="m43">
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mo>&#x2286;</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, we call <italic>S</italic> an <italic>anti-Kekul&#xe9;</italic> set if <italic>G</italic> &#x2212; <italic>S</italic> is connected but has no perfect matchings. The smallest cardinality of anti-Kekul&#xe9; sets of <italic>G</italic> is called the <italic>anti-Kekul&#xe9; number</italic> and denoted by <inline-formula id="inf44">
<mml:math id="m44">
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>For the edge connectivity of the {(3, 4), 4}-fullerene, we have the following results.</p>
<p>
<statement content-type="lemma" id="Lemma_2_1">
<label>Lemma 2.1</label>
<p>((<xref ref-type="bibr" rid="B9">Yang et al., 2023</xref>) <italic>Lemma 2.3</italic>) <italic>Every</italic> {(3, 4), 4}<italic>-fullerene is cyclically 4-edge-connected.</italic>
</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="lemma" id="Lemma_2_2">
<label>Lemma 2.2</label>
<p>((<xref ref-type="bibr" rid="B9">Yang et al., 2023</xref>) <italic>Corollary 2.4</italic>) <italic>Every</italic> {(3, 4), 4}<italic>-fullerene is 4-edge-connected.</italic>
</p>
<p>
<italic>Q</italic>
<sub>
<italic>n</italic>
</sub> is the graph consisting of <italic>n</italic> concentric layers of quadrangles, capped on each end by a cap formed by four triangles which share a common vertex as shown in <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref>. In particular, <italic>Q</italic>
<sub>0</sub> is what we call an octahedron (see <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5F</xref>).</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="lemma" id="Lemma_2_3">
<label>Lemma 2.3</label>
<p>((<xref ref-type="bibr" rid="B9">Yang et al., 2023</xref>) <italic>Lemma 2.5</italic>) <italic>If</italic> <italic>G</italic> <italic>has a cyclical 4-edge-cut</italic> <inline-formula id="inf45">
<mml:math id="m45">
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>, then</italic> <inline-formula id="inf46">
<mml:math id="m46">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2245;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>, where the four edges</italic> <italic>e</italic>
<sub>1</sub>
<italic>,</italic> <italic>e</italic>
<sub>2</sub>
<italic>,</italic> <italic>e</italic>
<sub>3</sub>
<italic>,</italic> and <italic>e</italic>
<sub>4</sub> <italic>form a matching, and each</italic> <italic>e</italic>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub> <italic>belongs to the intersection of two quadrilateral faces for</italic> <italic>i</italic> &#x3d; 1, 2, 3, 4<italic>.</italic>
</p>
<p>Tutte&#x2019;s theorem plays an important role in the process of proof.</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="theorem" id="Theorem_2_4">
<label>Theorem 2.4</label>
<p>(<xref ref-type="bibr" rid="B4">Lov&#xe1;sz and Plummer, 2009</xref>) <italic>(Tutte&#x2019;s theorem) A graph</italic> <italic>G</italic> <italic>has a perfect matching if and only if for any</italic> <inline-formula id="inf47">
<mml:math id="m47">
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mo>&#x2286;</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>,</italic> <inline-formula id="inf48">
<mml:math id="m48">
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>, where</italic> <inline-formula id="inf49">
<mml:math id="m49">
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> <italic>denotes the number of odd components of</italic> <italic>G</italic> &#x2212; <italic>X</italic>
<italic>.</italic>
</p>
<p>Here, an odd component of <italic>G</italic> &#x2212; <italic>X</italic> is <italic>trivial</italic> if it is just a single vertex and <italic>non-trivial</italic> otherwise.</p>
<p>All graph-theoretical terms and concepts used but unexplained in this article are standard and can be found in many textbooks, such as <xref ref-type="bibr" rid="B4">Lov&#xe1;sz and Plummer (2009</xref>).</p>
</statement>
</p>
</sec>
<sec id="s3">
<title>3 Main results</title>
<p>From now on, let <italic>G</italic> always be a {(3, 4), 4}-fullerene; we called a 4-edge-cut <italic>E</italic> in <italic>G</italic> <italic>trivial</italic> if <inline-formula id="inf50">
<mml:math id="m50">
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, that is, <italic>E</italic> consists of the four edges incident to <italic>v</italic>. By Lemma 2.3, if <italic>E</italic> is a cyclical 4-edge-cut, then the four edges in <italic>E</italic> form a matching. Moreover, if <italic>E</italic> is not a cyclical 4-edge-cut, then <italic>E</italic> is trivial. So, we have the following lemma.</p>
<p>
<statement content-type="lemma" id="Lemma_3_1">
<label>Lemma 3.1</label>
<p>
<italic>Let</italic> <italic>G</italic> <italic>be a</italic> {(3, 4), 4}<italic>-fullerene,</italic> <inline-formula id="inf51">
<mml:math id="m51">
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> <italic>be an 4-edge-cut, but it is not cyclical, then</italic> <italic>E</italic> <italic>is trivial.</italic>
</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="proof" id="uProof_1">
<label>Proof</label>
<p>Since <inline-formula id="inf52">
<mml:math id="m52">
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is an 4-edge-cut, <italic>G</italic> &#x2212; <italic>E</italic> is not connected. Then, <italic>G</italic> &#x2212; <italic>E</italic> has at least two components. Moreover, as <italic>G</italic> is 4-edge-connected by Lemma 2.2, <italic>G</italic> &#x2212; <italic>E</italic> has at most two components. So, <italic>G</italic> &#x2212; <italic>E</italic> has exactly two components.</p>
<p>Let <italic>G</italic>
<sub>1</sub>, <italic>G</italic>
<sub>2</sub> be two components of <italic>G</italic> &#x2212; <italic>E</italic>. Since <italic>E</italic> is not cyclical, without loss of generality, we suppose that <italic>G</italic>
<sub>1</sub> is a forest; then, we have<disp-formula id="e1">
<mml:math id="m53">
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(1)</label>
</disp-formula>where <italic>n</italic>, <italic>e</italic>, <italic>l</italic> is the number of vertices, edges, and trees in <italic>G</italic>
<sub>1</sub>, respectively. Furthermore, since each vertex of <italic>G</italic> is of degree 4, we have<disp-formula id="e2">
<mml:math id="m54">
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(2)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Combing with equalities 1) and 2), we know <italic>n</italic> &#x3d; <italic>l</italic> &#x3d; 1 and <italic>e</italic> &#x3d; 0, which means <italic>G</italic>
<sub>1</sub> only consists of a single vertex. So, <italic>E</italic> is trivial. &#x25a1;</p>
<p>Lemma 3.1 plays an important role in the proof of the following theorem. Next, we explore the scope of the anti-Kekul&#xe9; number of {(3, 4), 4}-fullerene.</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="theorem" id="Theorem_3_2">
<label>Theorem 3.2</label>
<p>
<italic>Let</italic> <italic>G</italic> <italic>be a</italic> {(3, 4), 4}<italic>-fullerene, then</italic> <inline-formula id="inf53">
<mml:math id="m55">
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>.</italic>
</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="proof" id="uProof_2">
<label>Proof</label>
<p>First, we show <inline-formula id="inf54">
<mml:math id="m56">
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>. Let <italic>t</italic> be any triangle in <italic>G</italic> and the boundary of <italic>t</italic> was labeled <italic>v</italic>
<sub>1</sub>
<italic>v</italic>
<sub>2</sub>
<italic>v</italic>
<sub>3</sub> along the clockwise direction. Denote the other two edges incident to <inline-formula id="inf55">
<mml:math id="m57">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> by <inline-formula id="inf56">
<mml:math id="m58">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, set <italic>e</italic>
<sub>3</sub> &#x3d; <italic>v</italic>
<sub>1</sub>
<italic>v</italic>
<sub>2</sub>, then <italic>e</italic>
<sub>1</sub>, <italic>e</italic>
<sub>2</sub>, <italic>e</italic>
<sub>3</sub>, <italic>e</italic>
<sub>4</sub>, and <italic>e</italic>
<sub>5</sub> are pairwise different, set <inline-formula id="inf57">
<mml:math id="m59">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> (see <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref>) and <italic>G</italic>&#x2032; &#x3d; <italic>G</italic> &#x2212; <italic>E</italic>&#x2032;.</p>
<p>In order to show <inline-formula id="inf58">
<mml:math id="m60">
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>, we only need to prove that <italic>G</italic>&#x2032; is connected and has no perfect matchings. Then, <italic>G</italic>&#x2032; has no perfect matchings since the two edges <italic>v</italic>
<sub>1</sub>
<italic>v</italic>
<sub>3</sub>, <italic>v</italic>
<sub>2</sub>
<italic>v</italic>
<sub>3</sub> cannot be covered by a perfect matching at the same time in <italic>G</italic>&#x2032;.</p>
<p>In the following, we show that <italic>G</italic>&#x2032; is connected. We proved this using reduction to absurdity, suppose <italic>G</italic>&#x2032; is not connected, then <italic>G</italic>&#x2032; has a component (say <italic>G</italic>
<sub>1</sub>) containing vertices <italic>v</italic>
<sub>1</sub>, <italic>v</italic>
<sub>2</sub>, and <italic>v</italic>
<sub>3</sub>, as <italic>v</italic>
<sub>1</sub>, <italic>v</italic>
<sub>2</sub>, and <italic>v</italic>
<sub>3</sub> are connected by the path <italic>v</italic>
<sub>1</sub>
<italic>v</italic>
<sub>3</sub>
<italic>v</italic>
<sub>2</sub> in <italic>G</italic>
<sub>1</sub>. On the other hand, since <italic>e</italic>
<sub>3</sub> &#x3d; <italic>v</italic>
<sub>1</sub>
<italic>v</italic>
<sub>2</sub> connects two vertices <italic>v</italic>
<sub>1</sub>, <italic>v</italic>
<sub>2</sub> in <italic>G</italic> and <inline-formula id="inf59">
<mml:math id="m61">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is an edge cut of <italic>G</italic>, even if we remove five edges, <italic>e</italic>
<sub>1</sub>, <italic>e</italic>
<sub>2</sub>, <italic>e</italic>
<sub>3</sub>, <italic>e</italic>
<sub>4</sub>, and <italic>e</italic>
<sub>5</sub>, to disconnect <italic>G</italic>, it is actually the same as removing four edges, <italic>e</italic>
<sub>1</sub>, <italic>e</italic>
<sub>2</sub>, <italic>e</italic>
<sub>4</sub>, and <italic>e</italic>
<sub>5</sub> (see <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref>); that is, <inline-formula id="inf60">
<mml:math id="m62">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is an 4-edge-cut. Moreover, due to Lemma 2.3, <italic>E</italic>
<sub>1</sub> cannot be a cyclical 4-edge-cut as <italic>e</italic>
<sub>1</sub>, <italic>e</italic>
<sub>2</sub>, <italic>e</italic>
<sub>4</sub>, and <italic>e</italic>
<sub>5</sub> is not a matching. Then, according to Lemma 3.1, <italic>E</italic>
<sub>1</sub> is a trivial 4-edge-cut. Thus, <italic>G</italic>
<sub>1</sub> or <inline-formula id="inf61">
<mml:math id="m63">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is a single vertex, both of which are impossible by the definition of <italic>G</italic>. So <italic>G</italic>&#x2032; is connected. Thus,<disp-formula id="e3">
<mml:math id="m64">
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(3)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Finally, we show <inline-formula id="inf62">
<mml:math id="m65">
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>. By the definition of an anti-Kekul&#xe9; set, suppose <inline-formula id="inf63">
<mml:math id="m66">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> was the smallest anti-Kekul&#xe9; set of <italic>G</italic>, that is, <inline-formula id="inf64">
<mml:math id="m67">
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>. Then, <inline-formula id="inf65">
<mml:math id="m68">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> was connected and has no perfect matching. Hence, according to Theorem 2.4, there exists a non-empty subset <inline-formula id="inf66">
<mml:math id="m69">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2286;</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> such that <inline-formula id="inf67">
<mml:math id="m70">
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, since <inline-formula id="inf68">
<mml:math id="m71">
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf69">
<mml:math id="m72">
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is even, <inline-formula id="inf70">
<mml:math id="m73">
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf71">
<mml:math id="m74">
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> have the same parity. Consequently,<disp-formula id="e4">
<mml:math id="m75">
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:math>
<label>(4)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>For the sake of convenience, we let <inline-formula id="inf72">
<mml:math id="m76">
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>. If we chose an <italic>X</italic>
<sub>0</sub> with the maximum size, then <inline-formula id="inf73">
<mml:math id="m77">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> has no even components. On the contrary, we suppose there exists an even component (say <italic>F</italic>) of <inline-formula id="inf74">
<mml:math id="m78">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>. For any vertex <inline-formula id="inf75">
<mml:math id="m79">
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf76">
<mml:math id="m80">
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>. Let <inline-formula id="inf77">
<mml:math id="m81">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x222a;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, thus <inline-formula id="inf78">
<mml:math id="m82">
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>, which is a contradiction to the choice of <italic>X</italic>
<sub>0</sub>.</p>
<p>In addition, <inline-formula id="inf79">
<mml:math id="m83">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> is the smallest anti-Kekul&#xe9; set of <italic>G</italic>, then <inline-formula id="inf80">
<mml:math id="m84">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> has perfect matchings for any edge <inline-formula id="inf81">
<mml:math id="m85">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> for 1 &#x2264; <italic>i</italic> &#x2264; <italic>k</italic>. On the other hand, the number of odd components of <inline-formula id="inf82">
<mml:math id="m86">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> was not decreased or decreased by at most one or two if we add one edge <inline-formula id="inf83">
<mml:math id="m87">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> to <inline-formula id="inf84">
<mml:math id="m88">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>, that is,<disp-formula id="e5">
<mml:math id="m89">
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>&#x2010;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(5)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>By inequality <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">(4)</xref>, we have<disp-formula id="e6">
<mml:math id="m90">
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>&#x2010;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(6)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Combined with inequalities <xref ref-type="disp-formula" rid="e5">(5)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="e6">(6)</xref>, we have <inline-formula id="inf85">
<mml:math id="m91">
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula> and each edge <inline-formula id="inf86">
<mml:math id="m92">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> connects two odd components of <inline-formula id="inf87">
<mml:math id="m93">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>. Let <italic>H</italic>
<sub>1</sub>, <italic>H</italic>
<sub>2</sub>, <italic>H</italic>
<sub>3</sub>, &#x2026;, <italic>H</italic>
<sub>
<italic>&#x3b1;</italic>
</sub> be the odd components of <inline-formula id="inf88">
<mml:math id="m94">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>. Then, due to Lemma 2.2, <inline-formula id="inf89">
<mml:math id="m95">
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>; therefore,<disp-formula id="e7">
<mml:math id="m96">
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(7)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Thus, <italic>k</italic> &#x2265; 4, that is, <inline-formula id="inf90">
<mml:math id="m97">
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>. We know that <inline-formula id="inf91">
<mml:math id="m98">
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>. </p>
<p>By Theorem 3.2, we know that <inline-formula id="inf92">
<mml:math id="m99">
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>. Next, we give the characterization of {(3, 4), 4}-fullerenes with anti-Kekul&#xe9; number 4. Before, we define <inline-formula id="inf93">
<mml:math id="m100">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<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:mfenced open="|" close="">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, where <italic>Q</italic>
<sub>
<italic>n</italic>
</sub> is shown in <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref>. The structure of two adjacent triangles is called a <italic>diamond</italic>. In a diamond, the common edge of the two triangles is called the <italic>diagonal edge</italic>. The subgraph consisting of four diamonds such that the four diagonal edges form a matching is denoted by <italic>D</italic>, that is, <inline-formula id="inf94">
<mml:math id="m101">
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c3;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> (see <xref ref-type="fig" rid="F7">Figure 7D</xref> for the four diamonds <italic>D</italic>
<sub>1</sub> &#x2212; <italic>D</italic>
<sub>4</sub>). Let <inline-formula id="inf95">
<mml:math id="m102">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mo>&#x2286;</mml:mo>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>. So, we have the following theorem.</p>
</statement>
</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>FIGURE 1</label>
<caption>
<p>Edges <italic>e</italic>
<sub>1</sub>
<italic>e</italic>
<sub>2</sub>, <italic>e</italic>
<sub>3</sub>, <italic>e</italic>
<sub>4</sub>, and <italic>e</italic>
<sub>5</sub>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fchem-11-1132587-g001.tif"/>
</fig>
<fig id="F2" position="float">
<label>FIGURE 2</label>
<caption>
<p>{(3,4),4}-Fullerene <italic>Q</italic>
<sub>
<italic>n</italic>
</sub>, where the bold segments indicate the cap of <italic>Q</italic>
<sub>
<italic>n</italic>
</sub> (<italic>n</italic> &#x2265;0).</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fchem-11-1132587-g002.tif"/>
</fig>
<p>
<statement content-type="theorem" id="Theorem_3_3">
<label>Theorem 3.3</label>
<p>
<italic>Let</italic> <italic>G</italic> <italic>be a</italic> {(3, 4), 4}<italic>-fullerene, if</italic> <inline-formula id="inf96">
<mml:math id="m103">
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>, then</italic> <inline-formula id="inf97">
<mml:math id="m104">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> <italic>or</italic> <inline-formula id="inf98">
<mml:math id="m105">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>.</italic>
</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="proof" id="uProof_3">
<label>Proof</label>
<p>Let <italic>E</italic>
<sub>0</sub> be the anti-Kekul&#xe9; set of <italic>G</italic> such that <inline-formula id="inf99">
<mml:math id="m106">
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>, set <italic>G</italic>
<sub>0</sub> &#x3d; <italic>G</italic> &#x2212; <italic>E</italic>
<sub>0</sub>. Then, <italic>G</italic>
<sub>0</sub> is connected without perfecting matchings. Thus, by Theorem 2.4, there exists a non-empty subset <inline-formula id="inf100">
<mml:math id="m107">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2286;</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> such that <inline-formula id="inf101">
<mml:math id="m108">
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>. For convenience, let <inline-formula id="inf102">
<mml:math id="m109">
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, since <italic>&#x3b1;</italic> and <inline-formula id="inf103">
<mml:math id="m110">
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> have the same parity, that is,<disp-formula id="e8">
<mml:math id="m111">
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(8)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>We choose an <italic>X</italic>
<sub>0</sub> satisfying Ineq. (8) with the maximum size. Then, a proof similar to the proof of Theorem 3.2 is used to prove <inline-formula id="inf104">
<mml:math id="m112">
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>. We can know <italic>G</italic>
<sub>0</sub> &#x2212; <italic>X</italic>
<sub>0</sub> has no even components. Let <italic>H</italic>
<sub>1</sub>, <italic>H</italic>
<sub>2</sub>, <italic>H</italic>
<sub>3</sub>, &#x2026;, <italic>H</italic>
<sub>
<italic>&#x3b1;</italic>
</sub> be all the odd components of <italic>G</italic>
<sub>0</sub> &#x2212; <italic>X</italic>
<sub>0</sub>, set <inline-formula id="inf105">
<mml:math id="m113">
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>Let <italic>H</italic>
<sub>1</sub>, <italic>H</italic>
<sub>2</sub>, <italic>H</italic>
<sub>3</sub>, &#x2026;, <italic>H</italic>
<sub>
<italic>&#x3b2;</italic>
</sub> be the non-trivial odd components of <italic>G</italic>
<sub>0</sub> &#x2212; <italic>X</italic>
<sub>0</sub>, set <inline-formula id="inf106">
<mml:math id="m114">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>. Let <italic>H</italic>
<sub>
<italic>&#x3b2;</italic>&#x2b;1</sub>, <italic>H</italic>
<sub>
<italic>&#x3b2;</italic>&#x2b;2</sub>, <italic>H</italic>
<sub>
<italic>&#x3b2;</italic>&#x2b;3</sub>, &#x2026;, <italic>H</italic>
<sub>
<italic>&#x3b1;</italic>
</sub> be the trivial odd components of <italic>G</italic>
<sub>0</sub> &#x2212; <italic>X</italic>
<sub>0</sub>, set <inline-formula id="inf107">
<mml:math id="m115">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>. Then, <inline-formula id="inf108">
<mml:math id="m116">
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is divided into <italic>X</italic>
<sub>0</sub>, <inline-formula id="inf109">
<mml:math id="m117">
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf110">
<mml:math id="m118">
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>(see <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref> the partition of <inline-formula id="inf111">
<mml:math id="m119">
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>).</p>
<p>Since <inline-formula id="inf112">
<mml:math id="m120">
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>, all equalities in Ineq. (7) of Theorem 3.2 hold. The first equality in Ineq. (7) holds if and only if <inline-formula id="inf113">
<mml:math id="m121">
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, and the second equality in Ineq. 7) holds if and only if there is no edge in the subgraph <inline-formula id="inf114">
<mml:math id="m122">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>; that is, <italic>X</italic>
<sub>0</sub> is an independent set of <italic>G</italic>
<sub>0</sub>. Moreover, each edge of <italic>E</italic>
<sub>0</sub> connects two components in <italic>H</italic> and <inline-formula id="inf115">
<mml:math id="m123">
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>. Since <inline-formula id="inf116">
<mml:math id="m124">
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf117">
<mml:math id="m125">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is a cyclical 4-edge-cut of <italic>G</italic> or not.</p>
<p>Next, we distinguish the following two cases to complete the proof of Theorem 3.3.</p>
<p>
<bold>Case 1:</bold> There exists one <italic>H</italic>
<sub>
<italic>j</italic>
</sub> such that <inline-formula id="inf118">
<mml:math id="m126">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is a cyclical 4-edge-cut.</p>
<p>By Lemma 2.3, <inline-formula id="inf119">
<mml:math id="m127">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2245;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, which means the four edges of <inline-formula id="inf120">
<mml:math id="m128">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> form a matching. Without loss of generality, we supposed <italic>H</italic>
<sub>
<italic>j</italic>
</sub> consists of <italic>s</italic> layers of quadrangular faces and the cap of <italic>H</italic>
<sub>
<italic>j</italic>
</sub> is entirely in the interior of the boundary cycle <inline-formula id="inf121">
<mml:math id="m129">
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>. Then, <inline-formula id="inf122">
<mml:math id="m130">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x222a;</mml:mo>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> induced by the vertices of <inline-formula id="inf123">
<mml:math id="m131">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and the boundary of <inline-formula id="inf124">
<mml:math id="m132">
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> consists of <italic>n</italic> &#x2212; <italic>s</italic> layers of quadrangular faces and a cap, for convenience, set <italic>m</italic> &#x3d; <italic>n</italic> &#x2212; <italic>s</italic>, let <italic>L</italic>
<sub>1</sub>, <italic>L</italic>
<sub>2</sub>, <italic>L</italic>
<sub>3</sub>, &#x2026;, <italic>L</italic>
<sub>
<italic>m</italic>
</sub> be all the layers and <italic>C</italic> be the cap of <inline-formula id="inf125">
<mml:math id="m133">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x222a;</mml:mo>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, where quadrangular layer <italic>L</italic>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub> is adjacent to <italic>L</italic>
<sub>
<italic>i</italic>&#x2212;1</sub> and <italic>L</italic>
<sub>
<italic>i</italic>&#x2b;1</sub> for 2 &#x2264; <italic>i</italic> &#x2264; <italic>m</italic> &#x2212; 1, <italic>L</italic>
<sub>1</sub> is adjacent to <italic>H</italic>
<sub>
<italic>j</italic>
</sub>, and <italic>L</italic>
<sub>
<italic>m</italic>
</sub> is adjacent to <italic>C</italic>. Set <italic>R</italic>
<sub>1</sub> &#x3d; <italic>H</italic>
<sub>
<italic>j</italic>
</sub> &#x2229; <italic>L</italic>
<sub>1</sub> and <italic>R</italic>
<sub>
<italic>m</italic>&#x2b;1</sub> &#x3d; <italic>C</italic> &#x2229; <italic>L</italic>
<sub>
<italic>m</italic>
</sub>. For 2 &#x2264; <italic>i</italic> &#x2264; <italic>m</italic>, let <italic>R</italic>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub> &#x3d; <italic>L</italic>
<sub>
<italic>i</italic>&#x2212;1</sub> &#x2229; <italic>L</italic>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub>. The vertices on <inline-formula id="inf126">
<mml:math id="m134">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2,3</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> are recorded as <italic>v</italic>
<sub>
<italic>i</italic>1</sub>, <italic>v</italic>
<sub>
<italic>i</italic>2</sub>, <italic>v</italic>
<sub>
<italic>i</italic>3</sub>, and <italic>v</italic>
<sub>
<italic>i</italic>4</sub> (<italic>i</italic> &#x3d; 1, 2, 3, &#x2026;, <italic>m</italic> &#x2b; 1) in a clockwise direction and <italic>v</italic>
<sub>
<italic>i</italic>1</sub>, <italic>v</italic>
<sub>
<italic>i</italic>3</sub>, and <italic>v</italic>
<sub>
<italic>i</italic>2</sub>, <italic>v</italic>
<sub>
<italic>i</italic>4</sub>, are on the same line, respectively (see <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4</xref>). Since <inline-formula id="inf127">
<mml:math id="m135">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is a cyclical 4-edge-cut, set <inline-formula id="inf128">
<mml:math id="m136">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Without loss of generality, set <inline-formula id="inf129">
<mml:math id="m137">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The vertices shared by the four triangles on the two caps are represented by <italic>v</italic>&#x2032;, <italic>v</italic>
<sup>&#x2033;</sup>, respectively, such that <italic>v</italic>&#x2032; is in <italic>H</italic>
<sub>
<italic>j</italic>
</sub> and <italic>v</italic>
<sup>&#x2033;</sup> is in <inline-formula id="inf130">
<mml:math id="m138">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>Next, we analyze whether the edges of <inline-formula id="inf131">
<mml:math id="m139">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> belongs to <italic>E</italic>
<sub>0</sub> or not, which is divided into the following five subcases.</p>
<p>
<bold>Subcase 1.1:</bold> All the edges of <inline-formula id="inf132">
<mml:math id="m140">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> belong <italic>E</italic>
<sub>0</sub>.</p>
<p>That is, <inline-formula id="inf133">
<mml:math id="m141">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> for all <italic>i</italic> &#x3d; 1, 2, 3, 4. Since each edge of <italic>E</italic>
<sub>0</sub> connects two components of <italic>H</italic> and there are four edges <inline-formula id="inf134">
<mml:math id="m142">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> belonging to <italic>E</italic>
<sub>0</sub>. All the vertices of <inline-formula id="inf135">
<mml:math id="m143">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> belong to <inline-formula id="inf136">
<mml:math id="m144">
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, which means <italic>X</italic>
<sub>0</sub> &#x3d; &#x2205;, a contradiction.</p>
<p>
<bold>Subcase 1.2:</bold> Exactly three edges of <inline-formula id="inf137">
<mml:math id="m145">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> belong to <italic>E</italic>
<sub>0</sub>.</p>
<p>Without loss of generality, suppose <inline-formula id="inf138">
<mml:math id="m146">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, then <italic>v</italic>
<sub>24</sub> &#x2208; <italic>X</italic>
<sub>0</sub> and <inline-formula id="inf139">
<mml:math id="m147">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>21</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>22</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, that is, <italic>v</italic>
<sub>21</sub>, <italic>v</italic>
<sub>22</sub>, <italic>v</italic>
<sub>23</sub> belong to <inline-formula id="inf140">
<mml:math id="m148">
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> or <inline-formula id="inf141">
<mml:math id="m149">
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>If all of <italic>v</italic>
<sub>21</sub>, <italic>v</italic>
<sub>22</sub>, and <italic>v</italic>
<sub>23</sub> belong to <inline-formula id="inf142">
<mml:math id="m150">
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, then <italic>v</italic>
<sub>21</sub>
<italic>v</italic>
<sub>22</sub>, <italic>v</italic>
<sub>22</sub>
<italic>v</italic>
<sub>23</sub> &#x2208; <italic>E</italic>
<sub>0</sub>, immediately <inline-formula id="inf143">
<mml:math id="m151">
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>, which contradicts <inline-formula id="inf144">
<mml:math id="m152">
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>. This contradiction means at least one of <italic>v</italic>
<sub>21</sub>, <italic>v</italic>
<sub>22</sub>, and <italic>v</italic>
<sub>23</sub> belongs to <inline-formula id="inf145">
<mml:math id="m153">
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> (say <inline-formula id="inf146">
<mml:math id="m154">
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>), then by Lemma 2.3 and Lemma 3.1, either <inline-formula id="inf147">
<mml:math id="m155">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is a cyclical 4-edge-cut and the four edges in <inline-formula id="inf148">
<mml:math id="m156">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> form a matching or <inline-formula id="inf149">
<mml:math id="m157">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is trivial. However, since <italic>H</italic>
<sub>1</sub> is a non-trivial odd component of <italic>G</italic>
<sub>0</sub> &#x2212; <italic>X</italic>
<sub>0</sub>, <inline-formula id="inf150">
<mml:math id="m158">
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>. Thus, <inline-formula id="inf151">
<mml:math id="m159">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is not a trivial 4-edge-cut. That is, <inline-formula id="inf152">
<mml:math id="m160">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is a cyclical 4-edge-cut, and the four edges in <inline-formula id="inf153">
<mml:math id="m161">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> form a matching. Now, if <italic>v</italic>
<sub>21</sub> (or <italic>v</italic>
<sub>23</sub>) belong to <inline-formula id="inf154">
<mml:math id="m162">
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, then <italic>v</italic>
<sub>21</sub>
<italic>v</italic>
<sub>24</sub>, <italic>v</italic>
<sub>21</sub>
<italic>v</italic>
<sub>11</sub> (or <italic>v</italic>
<sub>23</sub>
<italic>v</italic>
<sub>24</sub>, <italic>v</italic>
<sub>23</sub>
<italic>v</italic>
<sub>13</sub>) belong to <inline-formula id="inf155">
<mml:math id="m163">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, but they do not form a matching, a contradiction. Thus, both <inline-formula id="inf156">
<mml:math id="m164">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>21</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf157">
<mml:math id="m165">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>22</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>. Immediately, we have <italic>v</italic>
<sub>21</sub>
<italic>v</italic>
<sub>22</sub>, <italic>v</italic>
<sub>22</sub>
<italic>v</italic>
<sub>23</sub> &#x2208; <italic>E</italic>
<sub>0</sub> and <inline-formula id="inf158">
<mml:math id="m166">
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>, which contradicts <inline-formula id="inf159">
<mml:math id="m167">
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>. This contradiction means there cannot be three edges of <inline-formula id="inf160">
<mml:math id="m168">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> belonging to <italic>E</italic>
<sub>0</sub>.</p>
<p>
<bold>Subcase 1.3:</bold> Exactly two edges of <inline-formula id="inf161">
<mml:math id="m169">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> belong to <italic>E</italic>
<sub>0</sub>.</p>
<p>Then, by symmetry, <inline-formula id="inf162">
<mml:math id="m170">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> or <inline-formula id="inf163">
<mml:math id="m171">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>First, if <inline-formula id="inf164">
<mml:math id="m172">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, then <italic>v</italic>
<sub>23</sub>, <italic>v</italic>
<sub>24</sub> &#x2208; <italic>X</italic>
<sub>0</sub> and <inline-formula id="inf165">
<mml:math id="m173">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>24</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, which contradicts that <inline-formula id="inf166">
<mml:math id="m174">
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x2205;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>
<bold>Claim 1:</bold> For a quadrangular face <italic>q</italic> with <inline-formula id="inf167">
<mml:math id="m175">
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> with clock direction such that <inline-formula id="inf168">
<mml:math id="m176">
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, then <inline-formula id="inf169">
<mml:math id="m177">
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> or <inline-formula id="inf170">
<mml:math id="m178">
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> or <inline-formula id="inf171">
<mml:math id="m179">
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</statement>
</p>
<fig id="F3" position="float">
<label>FIGURE 3</label>
<caption>
<p>
<inline-formula id="inf172">
<mml:math id="m180">
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is divided into <italic>X</italic>
<sub>0</sub>, <inline-formula id="inf173">
<mml:math id="m181">
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf174">
<mml:math id="m182">
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fchem-11-1132587-g003.tif"/>
</fig>
<fig id="F4" position="float">
<label>FIGURE 4</label>
<caption>
<p>Labeling of <inline-formula id="inf175">
<mml:math id="m183">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x222a;</mml:mo>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fchem-11-1132587-g004.tif"/>
</fig>
<p>
<statement content-type="proof" id="uProof_4">
<label>Proof</label>
<p>Since <inline-formula id="inf176">
<mml:math id="m184">
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x2205;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf177">
<mml:math id="m185">
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x222a;</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>. If <inline-formula id="inf178">
<mml:math id="m186">
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, then <inline-formula id="inf179">
<mml:math id="m187">
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x2209;</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> by Lemma 2.3 and Lemma 3.1, thus <italic>c</italic> &#x2208; <italic>X</italic>
<sub>0</sub> or <inline-formula id="inf180">
<mml:math id="m188">
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>If <inline-formula id="inf181">
<mml:math id="m189">
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, then also by Lemma 2.3 and Lemma 3.1, we can know <inline-formula id="inf182">
<mml:math id="m190">
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> and the claim holds. </p>
<p>By Claim 1, next, if <inline-formula id="inf183">
<mml:math id="m191">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, then <inline-formula id="inf184">
<mml:math id="m192">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>22</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>24</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf185">
<mml:math id="m193">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>21</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>. If all the vertices of <italic>v</italic>
<sub>21</sub>, <italic>v</italic>
<sub>22</sub>, <italic>v</italic>
<sub>23</sub>, and <italic>v</italic>
<sub>24</sub> belong to the cap of <inline-formula id="inf186">
<mml:math id="m194">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, that is, all of <italic>v</italic>
<sub>21</sub>, <italic>v</italic>
<sub>22</sub>, <italic>v</italic>
<sub>23</sub>, and <italic>v</italic>
<sub>24</sub> are adjacent to <italic>v</italic>
<sup>&#x2033;</sup>, then as <inline-formula id="inf187">
<mml:math id="m195">
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf188">
<mml:math id="m196">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, we can know <italic>v</italic>
<sup>&#x2033;</sup> &#x2208; <italic>H</italic>
<sup>0</sup> and <italic>v</italic>
<sub>21</sub>
<italic>v</italic>
<sup>&#x2033;</sup>, <italic>v</italic>
<sub>23</sub>
<italic>v</italic>
<sup>&#x2033;</sup> &#x2208; <italic>E</italic>
<sub>0</sub>, and we have the {(3, 4), 4}-fullerenes <italic>Q</italic>
<sub>
<italic>s</italic>&#x2b;1</sub>, that is, <italic>m</italic> &#x3d; 1.</p>
<p>If all the vertices of <italic>v</italic>
<sub>21</sub>, <italic>v</italic>
<sub>22</sub>, <italic>v</italic>
<sub>23</sub>, and <italic>v</italic>
<sub>24</sub> do not belong to the cap of <inline-formula id="inf189">
<mml:math id="m197">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, that is, the layer <italic>L</italic>
<sub>2</sub> consists of four quadrangular faces, then, for the quadrangular face <inline-formula id="inf190">
<mml:math id="m198">
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, the vertices on <inline-formula id="inf191">
<mml:math id="m199">
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> belong to <italic>X</italic>
<sub>0</sub>, <italic>H</italic>
<sup>0</sup>, <italic>H</italic>
<sup>0</sup>, <italic>H</italic>
<sup>0</sup> or <italic>X</italic>
<sub>0</sub>, <italic>H</italic>
<sup>0</sup>, <italic>H</italic>&#x2a;, <italic>H</italic>&#x2a; or <italic>X</italic>
<sub>0</sub>, <italic>H</italic>
<sup>0</sup>, <italic>X</italic>
<sub>0</sub>, <italic>H</italic>
<sup>0</sup> by Claim 1.</p>
<p>If the former case holds, that is, there exists one face <inline-formula id="inf192">
<mml:math id="m200">
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> such that the boundary of <italic>q</italic> is of the form <italic>X</italic>
<sub>0</sub>, <italic>H</italic>
<sup>0</sup>, <italic>H</italic>
<sup>0</sup>, and <italic>H</italic>
<sup>0</sup>, then immediately we can have <inline-formula id="inf193">
<mml:math id="m201">
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>, a contradiction.</p>
<p>If the second case holds, that is, there exists one face <inline-formula id="inf194">
<mml:math id="m202">
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> such that the boundary of <italic>q</italic> is of the form <italic>X</italic>
<sub>0</sub>, <italic>H</italic>
<sup>0</sup>, <italic>H</italic>&#x2a;, and <italic>H</italic>&#x2a;, then by Claim 1 and since <inline-formula id="inf195">
<mml:math id="m203">
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>, we can know all the faces of <italic>L</italic>
<sub>2</sub> are of the form <italic>X</italic>
<sub>0</sub>, <italic>H</italic>
<sup>0</sup>, <italic>H</italic>&#x2a;, and <italic>H</italic>&#x2a;, that is, all the vertices of <inline-formula id="inf196">
<mml:math id="m204">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x222a;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> belong to <inline-formula id="inf197">
<mml:math id="m205">
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>. In this case, we also have <inline-formula id="inf198">
<mml:math id="m206">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>By the aforementioned discussion and Claim 1, next, we suppose all the quadrangular faces of <italic>L</italic>
<sub>2</sub> are of the form <italic>X</italic>
<sub>0</sub>, <italic>H</italic>
<sup>0</sup>, <italic>X</italic>
<sub>0</sub>, and <italic>H</italic>
<sup>0</sup>. Then, we can use the aforementioned same analysis to the layer <italic>L</italic>
<sub>3</sub> as <italic>L</italic>
<sub>2</sub>, since <italic>G &#x2245; Q</italic>
<sub>
<italic>n</italic>
</sub> and <italic>H</italic>
<sub>
<italic>j</italic>
</sub> consists of <italic>s</italic> layers of quadrangular faces; after finite steps (say <italic>t</italic> steps), we obtain <italic>t</italic> layers <italic>L</italic>
<sub>2</sub>, <italic>L</italic>
<sub>3</sub>, &#x2026;, <italic>L</italic>
<sub>
<italic>t</italic>&#x2b;1</sub> such that all the faces of <inline-formula id="inf199">
<mml:math id="m207">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> are of form <italic>X</italic>
<sub>0</sub>, <italic>H</italic>
<sup>0</sup>, <italic>X</italic>
<sub>0</sub>, and <italic>H</italic>
<sup>0</sup> and either the four vertices on <inline-formula id="inf200">
<mml:math id="m208">
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> are adjacent to <inline-formula id="inf201">
<mml:math id="m209">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> or all the vertices of <inline-formula id="inf202">
<mml:math id="m210">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x222a;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x222a;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x222a;</mml:mo>
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
<mml:mo>&#x222a;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> belong to <inline-formula id="inf203">
<mml:math id="m211">
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>If the four vertices on <inline-formula id="inf204">
<mml:math id="m212">
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> are adjacent to <inline-formula id="inf205">
<mml:math id="m213">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, then <italic>m</italic> &#x3d; <italic>t</italic> &#x2b; 1, <italic>n</italic> &#x3d; <italic>s</italic> &#x2b; <italic>t</italic> &#x2b; 1 and <inline-formula id="inf206">
<mml:math id="m214">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>. If all the vertices of <inline-formula id="inf207">
<mml:math id="m215">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x222a;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x222a;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x222a;</mml:mo>
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
<mml:mo>&#x222a;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> belong to <inline-formula id="inf208">
<mml:math id="m216">
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> (say <inline-formula id="inf209">
<mml:math id="m217">
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>), suppose <italic>H</italic>
<sub>1</sub> consists of <italic>p</italic> layers of quadrangular faces, then <italic>m</italic> &#x3d; <italic>t</italic> &#x2b; <italic>p</italic> &#x2b; 2, <italic>n</italic> &#x3d; <italic>s</italic> &#x2b; <italic>t</italic> &#x2b; <italic>p</italic> &#x2b; 2, and also <inline-formula id="inf210">
<mml:math id="m218">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>To sum up, if exactly two edges of <inline-formula id="inf211">
<mml:math id="m219">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> belong to <italic>E</italic>
<sub>0</sub>, then <inline-formula id="inf212">
<mml:math id="m220">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>
<bold>Subcase 1.4:</bold> Exactly one edge of <inline-formula id="inf213">
<mml:math id="m221">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> belong to <italic>E</italic>
<sub>0</sub>.</p>
<p>Without loss of generality, suppose <inline-formula id="inf214">
<mml:math id="m222">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, then <italic>v</italic>
<sub>22</sub>, <italic>v</italic>
<sub>23</sub>, <italic>v</italic>
<sub>24</sub> &#x2208; <italic>X</italic>
<sub>0</sub>, <inline-formula id="inf215">
<mml:math id="m223">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>22</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>24</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, which contradicts that <italic>X</italic>
<sub>0</sub> is an independent set of <italic>G</italic>
<sub>0</sub>.</p>
<p>
<bold>Subcase 1.5:</bold> No edge of <inline-formula id="inf216">
<mml:math id="m224">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> belongs to <italic>E</italic>
<sub>0</sub>.</p>
<p>Thus, <inline-formula id="inf217">
<mml:math id="m225">
<mml:munderover accentunder="false" accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c3;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2286;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, so <inline-formula id="inf218">
<mml:math id="m226">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>21</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>22</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>22</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>24</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>24</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>21</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, which contradicts <inline-formula id="inf219">
<mml:math id="m227">
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>
<bold>Case 2:</bold> <inline-formula id="inf220">
<mml:math id="m228">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is not a cyclical 4-edge-cut of <italic>G</italic> for all 1 &#x2264; <italic>j</italic> &#x2264; <italic>&#x3b1;</italic>.</p>
<p>For convenience, set <inline-formula id="inf221">
<mml:math id="m229">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>. Here, first, we give the idea of proof, then we will show that <italic>G</italic>
<sub>0</sub> &#x3d; <italic>G</italic> &#x2212; <italic>E</italic>
<sub>0</sub> is bipartite by proving <inline-formula id="inf222">
<mml:math id="m230">
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>. Since <italic>G</italic> has exactly eight triangular faces and <inline-formula id="inf223">
<mml:math id="m231">
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>, which implies that each edge <italic>e</italic>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub> of <italic>E</italic>
<sub>0</sub> is the common edge of two triangles, by discussing all possible subgraphs formed by facial cycles containing an edge of <italic>E</italic>
<sub>0</sub>, we show that <inline-formula id="inf224">
<mml:math id="m232">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> or <inline-formula id="inf225">
<mml:math id="m233">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>Since <inline-formula id="inf226">
<mml:math id="m234">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is not a cyclical 4-edge-cut of <italic>G</italic> for all 1 &#x2264; <italic>j</italic> &#x2264; <italic>&#x3b1;</italic>, <italic>H</italic>
<sub>
<italic>j</italic>
</sub> or <inline-formula id="inf227">
<mml:math id="m235">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is a singleton by Lemma 3.1. Since <italic>X</italic>
<sub>0</sub> is non-empty and <inline-formula id="inf228">
<mml:math id="m236">
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>, which means <italic>H</italic>
<sub>
<italic>j</italic>
</sub> is a singleton vertex, that is, <inline-formula id="inf229">
<mml:math id="m237">
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>Let <italic>Y</italic>
<sub>0</sub> denote the set of all singletons <italic>y</italic>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub> from each <inline-formula id="inf230">
<mml:math id="m238">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, and denote the vertices of <italic>X</italic>
<sub>0</sub> by <inline-formula id="inf231">
<mml:math id="m239">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, so <inline-formula id="inf232">
<mml:math id="m240">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is bipartite. For convenience, we color the vertices white in <italic>X</italic>
<sub>0</sub> and black in <italic>Y</italic>
<sub>0</sub>.</p>
<p>Next, we consider possible subgraphs of <italic>G</italic> containing all edges of <italic>E</italic>
<sub>0</sub>. By the Euler theorem, <italic>G</italic> has exactly eight triangular faces because <inline-formula id="inf233">
<mml:math id="m241">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is bipartite; each edge <italic>e</italic>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub> of <italic>E</italic>
<sub>0</sub> is the common edge of two triangles and connects two vertices in <italic>Y</italic>
<sub>0</sub>, that is, every edge <italic>e</italic>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub> &#x2208; <italic>E</italic>
<sub>0</sub> belongs to a diamond, say <italic>D</italic>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub>, <italic>i</italic> &#x3d; 1, 2, 3, 4 and <inline-formula id="inf234">
<mml:math id="m242">
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2229;</mml:mo>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x2205;</mml:mi>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2260;</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2,3,4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>
<bold>Claim 2:</bold> If <inline-formula id="inf235">
<mml:math id="m243">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> has one component, then <italic>G &#x2245; Q</italic>
<sub>0</sub>, where <italic>Q</italic>
<sub>0</sub> is the octahedron.</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="proof" id="uProof_5">
<label>Proof</label>
<p>If <inline-formula id="inf236">
<mml:math id="m244">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> has one component, then we have the subgraphs shown in <xref ref-type="fig" rid="F5">Figures 5A, B, C</xref>) if <inline-formula id="inf237">
<mml:math id="m245">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is a tree and <xref ref-type="fig" rid="F5">Figures 5D, E</xref> if <inline-formula id="inf238">
<mml:math id="m246">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> has cycles. If <inline-formula id="inf239">
<mml:math id="m247">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is isomorphism to the graph shown in <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5A</xref>, then the two diamonds <italic>D</italic>
<sub>1</sub>, <italic>D</italic>
<sub>2</sub> are adjacent and they form one cap of <italic>Q</italic>
<sub>
<italic>n</italic>
</sub>. Set <italic>D</italic>
<sub>12</sub> &#x3d; <italic>D</italic>
<sub>1</sub> &#x222a; <italic>D</italic>
<sub>2</sub>, then <inline-formula id="inf240">
<mml:math id="m248">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> forms an 4-edge-cut. On the other hand, by Lemma 2.3 and Lemma 3.1, <inline-formula id="inf241">
<mml:math id="m249">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is a cyclical 4-edge-cut and <italic>G &#x2245; Q</italic>
<sub>
<italic>p</italic>
</sub> or <inline-formula id="inf242">
<mml:math id="m250">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is trivial. If <inline-formula id="inf243">
<mml:math id="m251">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is a cyclical 4-edge-cut, then <inline-formula id="inf244">
<mml:math id="m252">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2245;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> and <italic>e</italic>
<sub>3</sub> belongs to a quadrangular face, which contradicts that the two faces containing <italic>e</italic>
<sub>3</sub> are triangles. If <inline-formula id="inf245">
<mml:math id="m253">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is a trivial 4-edge-cut, that is, <inline-formula id="inf246">
<mml:math id="m254">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is a singleton, which is impossible as the two vertices of <italic>e</italic>
<sub>4</sub> belong to <inline-formula id="inf247">
<mml:math id="m255">
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>. Thus, <inline-formula id="inf248">
<mml:math id="m256">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> cannot be isomorphism to the subgraph shown in <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5A</xref>. All the situations of <xref ref-type="fig" rid="F5">Figures 5B&#x2013;D</xref> contradicts <inline-formula id="inf249">
<mml:math id="m257">
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2229;</mml:mo>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x2205;</mml:mi>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2260;</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2,3,4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>If <inline-formula id="inf250">
<mml:math id="m258">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is isomorphic to the graph shown in <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5E</xref>, then in order to guarantee <inline-formula id="inf251">
<mml:math id="m259">
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2229;</mml:mo>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x2205;</mml:mi>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2260;</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2,3,4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, the four diamonds <italic>D</italic>
<sub>1</sub>, <italic>D</italic>
<sub>2</sub>, <italic>D</italic>
<sub>3</sub>, and <italic>D</italic>
<sub>4</sub> forms two caps of <italic>Q</italic>
<sub>
<italic>n</italic>
</sub> such that the cycle induced by <italic>E</italic>
<sub>0</sub> is exactly the intersecting of the two caps. Immediately, we have the graph <italic>Q</italic>
<sub>0</sub> (see <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5F</xref> the octahedron <italic>Q</italic>
<sub>0</sub>), that is, <italic>G &#x2245; Q</italic>
<sub>0</sub> if <inline-formula id="inf252">
<mml:math id="m260">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> has one component, so <inline-formula id="inf253">
<mml:math id="m261">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>. </p>
<p>In accordance with Claim 2, next, we assume that <inline-formula id="inf254">
<mml:math id="m262">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is not connected, so <inline-formula id="inf255">
<mml:math id="m263">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> has at least two and at most four components. Then, we have the following three cases.</p>
<p>
<bold>Subcase 2.1:</bold> <inline-formula id="inf256">
<mml:math id="m264">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> has exactly two components.</p>
<p>By symmetry, the subgraph induced by <italic>E</italic>
<sub>0</sub> has four cases as shown in <xref ref-type="fig" rid="F6">Figures 6A&#x2013;D</xref>. Then, the graph <italic>G</italic> which contains the subgraphs shown in <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6B</xref> contradicts <inline-formula id="inf257">
<mml:math id="m265">
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2229;</mml:mo>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x2205;</mml:mi>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2260;</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2,3,4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>. If <italic>G</italic> contains the subgraph shown in <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6C</xref>, then the three edges <italic>e</italic>
<sub>1</sub>, <italic>e</italic>
<sub>2</sub>, and <italic>e</italic>
<sub>3</sub> belong to the same triangular face as every 3-length cycle of a {(3, 4), 4}-fullerene must be the boundary of a triangular face by Lemma 2.2, which contradicts that <inline-formula id="inf258">
<mml:math id="m266">
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2229;</mml:mo>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x2205;</mml:mi>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2260;</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2,3,4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>If <inline-formula id="inf259">
<mml:math id="m267">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is isomorphic to the graph as shown in <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6A</xref>, then the three edges <italic>e</italic>
<sub>1</sub>, <italic>e</italic>
<sub>2</sub>, and <italic>e</italic>
<sub>3</sub> belong to three diamonds <italic>D</italic>
<sub>1</sub>, <italic>D</italic>
<sub>2</sub>, and <italic>D</italic>
<sub>3</sub>, respectively, and we have the subgraph <italic>A</italic>
<sub>1</sub> consisting of <italic>D</italic>
<sub>1</sub>, <italic>D</italic>
<sub>2</sub>, and <italic>D</italic>
<sub>3</sub> (see <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6E</xref>) such that <inline-formula id="inf260">
<mml:math id="m268">
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula> and <italic>A</italic>
<sub>1</sub>, <italic>D</italic>
<sub>4</sub> are disjoint. By the definition of <italic>G</italic>, we can know the two 3-degree vertices on <inline-formula id="inf261">
<mml:math id="m269">
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> must be adjacent and we obtain <italic>G &#x2245; Q</italic>
<sub>0</sub>, which contradicts that <italic>A</italic>
<sub>1</sub>, <italic>D</italic>
<sub>4</sub> are disjoint.</p>
<p>If <inline-formula id="inf262">
<mml:math id="m270">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is isomorphic to the graph as shown in <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6D</xref>, then <italic>D</italic>
<sub>1</sub>, <italic>D</italic>
<sub>2</sub> are adjacent, and <italic>D</italic>
<sub>3</sub>, <italic>D</italic>
<sub>4</sub> are adjacent. Set <italic>B</italic>
<sub>1</sub> &#x3d; <italic>D</italic>
<sub>1</sub> &#x222a; <italic>D</italic>
<sub>2</sub>, <italic>B</italic>
<sub>2</sub> &#x3d; <italic>D</italic>
<sub>3</sub> &#x222a; <italic>D</italic>
<sub>4</sub>. Since the two edges <italic>e</italic>
<sub>1</sub>, <italic>e</italic>
<sub>2</sub> are disjoint, the edges <italic>e</italic>
<sub>3</sub>, <italic>e</italic>
<sub>4</sub>, <italic>B</italic>
<sub>1</sub>, <italic>B</italic>
<sub>2</sub> are disjoint. Then, <inline-formula id="inf263">
<mml:math id="m271">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> forms a cyclical 4-edge-cut (see <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6F</xref>), by Lemma 2.3, <inline-formula id="inf264">
<mml:math id="m272">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2245;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>Since <inline-formula id="inf265">
<mml:math id="m273">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> is bipartite, it should be noted that each edge <italic>e</italic>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub> of <italic>E</italic>
<sub>0</sub> is in these eight triangles and connects two vertices in <italic>Y</italic>
<sub>0</sub>; thus, the edges of <inline-formula id="inf266">
<mml:math id="m274">
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> are <italic>X</italic>
<sub>0</sub>
<italic>Y</italic>
<sub>0</sub> &#x2212; edges and <italic>G</italic> &#x2212; <italic>B</italic>
<sub>1</sub> &#x2212; <italic>B</italic>
<sub>2</sub> has only quadrangles (see <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6G</xref>). Moreover, by Lemma 2.3, we can know <italic>G</italic> &#x2212; <italic>B</italic>
<sub>1</sub> &#x2212; <italic>B</italic>
<sub>2</sub> consists of <inline-formula id="inf267">
<mml:math id="m275">
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> layers of quadrangles (each layer is made up of four quadrangles). Thus, we have <inline-formula id="inf268">
<mml:math id="m276">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>
<bold>Subcase 2.2:</bold> <inline-formula id="inf269">
<mml:math id="m277">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> has exactly three components.</p>
<p>Then, both of the two components of <inline-formula id="inf270">
<mml:math id="m278">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> are <italic>K</italic>
<sub>2</sub>, and one component is <italic>K</italic>
<sub>1,2</sub> (see <xref ref-type="fig" rid="F7">Figure 7A</xref>). Without loss of generality, we suppose the component <italic>K</italic>
<sub>1,2</sub> is induced by the edges <italic>e</italic>
<sub>3</sub>, <italic>e</italic>
<sub>4</sub>. Then, the two diamonds <italic>D</italic>
<sub>3</sub>, <italic>D</italic>
<sub>4</sub> are adjacent, and <italic>D</italic>
<sub>1</sub>, <italic>D</italic>
<sub>2</sub> are disjoint. Set <italic>C</italic>
<sub>1</sub> &#x3d; <italic>D</italic>
<sub>3</sub> &#x222a; <italic>D</italic>
<sub>4</sub> (see <xref ref-type="fig" rid="F7">Figure 7C</xref>).</p>
<p>Then, due to Lemma 2.3 and Lemma 3.1, <inline-formula id="inf271">
<mml:math id="m279">
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> forms a cyclical 4-edge-cut, thus, <italic>G&#x2245;Q</italic>
<sub>
<italic>s</italic>
</sub>, where <italic>Q</italic>
<sub>
<italic>s</italic>
</sub> is the tubular {(3, 4), 4}-fullerene as shown in <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref>, which means each of the two caps of <italic>Q</italic>
<sub>
<italic>s</italic>
</sub> must contain two adjacent diamonds, contradicts that <italic>D</italic>
<sub>1</sub>, <italic>D</italic>
<sub>2</sub> are disjoint.</p>
<p>
<bold>Subcase 2.3:</bold> <inline-formula id="inf272">
<mml:math id="m280">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> has four components.</p>
<p>Then, the four diagonal edges <italic>e</italic>
<sub>1</sub>, <italic>e</italic>
<sub>2</sub>, <italic>e</italic>
<sub>3</sub>, and <italic>e</italic>
<sub>4</sub> are disjoint (see <xref ref-type="fig" rid="F7">Figure 7B</xref>), that is, the four diamonds <italic>D</italic>
<sub>1</sub>, <italic>D</italic>
<sub>2</sub>, <italic>D</italic>
<sub>3</sub>, and <italic>D</italic>
<sub>4</sub> cannot intersect at the diagonal edges. We have the four diamonds <italic>D</italic>
<sub>1</sub>, <italic>D</italic>
<sub>2</sub>, <italic>D</italic>
<sub>3</sub>, and <italic>D</italic>
<sub>4</sub> as shown in <xref ref-type="fig" rid="F7">Figure 7D</xref>. Then, <inline-formula id="inf273">
<mml:math id="m281">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>So far, we have completed the proof of Theorem 3.3. </p>
<p>Inspired by Theorem 3.3, we immediately get the following theorems.</p>
</statement>
</p>
<fig id="F5" position="float">
<label>FIGURE 5</label>
<caption>
<p>
<inline-formula id="inf274">
<mml:math id="m282">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> has one component and the {(3,4),4}-fullerene <italic>Q</italic>
<sub>0</sub> <bold>(A&#x2013;F)</bold>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fchem-11-1132587-g005.tif"/>
</fig>
<fig id="F6" position="float">
<label>FIGURE 6</label>
<caption>
<p>
<inline-formula id="inf275">
<mml:math id="m283">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> has two components and the {(3,4),4}-fullerenes <inline-formula id="inf276">
<mml:math id="m284">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(A&#x2013;G)</bold>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fchem-11-1132587-g006.tif"/>
</fig>
<fig id="F7" position="float">
<label>FIGURE 7</label>
<caption>
<p>
<inline-formula id="inf277">
<mml:math id="m285">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> has three components <bold>(A,C)</bold> or four components <bold>(B,D)</bold>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fchem-11-1132587-g007.tif"/>
</fig>
<p>
<statement content-type="theorem" id="Theorem_3_4">
<label>Theorem 3.4</label>
<p>
<italic>Let</italic> <italic>G</italic> <italic>be a</italic> {(3, 4), 4}<italic>-fullerene, if</italic> <inline-formula id="inf278">
<mml:math id="m286">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>, then</italic> <inline-formula id="inf279">
<mml:math id="m287">
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>.</italic>
</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="proof" id="uProof_6">
<label>Proof</label>
<p>Let <inline-formula id="inf280">
<mml:math id="m288">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, that is, <inline-formula id="inf281">
<mml:math id="m289">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2245;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>. By Theorem 3.2 and the definition of the anti-Kekul&#xe9; number, we only need to find an anti-Kekul&#xe9; set <italic>E</italic>
<sub>0</sub> of <italic>G</italic> such that <inline-formula id="inf282">
<mml:math id="m290">
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>For convenience, let the plane embedding graph of <italic>Q</italic>
<sub>
<italic>n</italic>
</sub> as shown in <xref ref-type="fig" rid="F8">Figure 8</xref>. <italic>Q</italic>
<sub>
<italic>n</italic>
</sub> consist of <italic>n</italic> &#x2b; 1 concentric rings with four vertices on each ring and two vertices on two caps; these <italic>n</italic> &#x2b; 1 concentric rings are recorded as <italic>R</italic>
<sub>1</sub>, <italic>R</italic>
<sub>2</sub>, <italic>R</italic>
<sub>3</sub>, &#x2026;, <italic>R</italic>
<sub>
<italic>n</italic>&#x2b;1</sub> from the inside to the outside. Next, the vertices of <italic>Q</italic>
<sub>
<italic>n</italic>
</sub> are labeled as follows: the vertices shared by the four triangles on the two caps are represented by <italic>v</italic>&#x2032;, <italic>v</italic>
<sup>&#x2033;</sup>, respectively, and the vertices on <inline-formula id="inf283">
<mml:math id="m291">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2,3</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> are recorded as <italic>v</italic>
<sub>
<italic>i</italic>1</sub>, <italic>v</italic>
<sub>
<italic>i</italic>2</sub>, <italic>v</italic>
<sub>
<italic>i</italic>3</sub>, and <italic>v</italic>
<sub>
<italic>i</italic>4</sub> (<italic>i</italic> &#x3d; 1, 2, 3, &#x2026;, <italic>n</italic> &#x2b; 1) in a clockwise direction such that <italic>v</italic>
<sub>
<italic>i</italic>1</sub>, <italic>v</italic>
<sub>
<italic>i</italic>3</sub> (<italic>v</italic>
<sub>
<italic>i</italic>2</sub>,, and <italic>v</italic>
<sub>
<italic>i</italic>4</sub>) are on the same line (see <xref ref-type="fig" rid="F8">Figure 8</xref> the labeling of <italic>Q</italic>
<sub>
<italic>n</italic>
</sub>).</p>
<p>Next, we will prove Theorem 3.4 in two cases.</p>
<p>
<bold>Case 1:</bold> <italic>n</italic> is an odd number.</p>
<p>Let <inline-formula id="inf284">
<mml:math id="m292">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>13</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1,4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> (see <xref ref-type="fig" rid="F9">Figure 9A</xref>), and set <italic>G</italic>
<sub>1</sub> &#x3d; <italic>G</italic> &#x2212; <italic>E</italic>
<sub>0</sub>. Then, <italic>E</italic>
<sub>0</sub> is not a cyclically 4-edge-cut of <italic>G</italic> by Lemma 2.3. Moreover, <italic>E</italic>
<sub>0</sub> is not a trivial 4-edge-cut as the four edges in <italic>E</italic>
<sub>0</sub> are not incident with a common vertex. That is, <italic>G</italic>
<sub>1</sub> is connected.</p>
<p>Then, we prove that <italic>G</italic>
<sub>1</sub> &#x3d; <italic>G</italic> &#x2212; <italic>E</italic>
<sub>0</sub> has no perfect matching, and there are only quadrangular faces in <italic>G</italic>
<sub>1</sub>, so, <italic>G</italic>
<sub>1</sub> is bipartite. We color the vertices of <italic>G</italic>
<sub>1</sub> with black and white such that adjacent vertices in <italic>G</italic>
<sub>1</sub> are assigned two distinct colors (see <xref ref-type="fig" rid="F9">Figure 9A</xref>). Let <italic>M</italic>
<sub>0</sub> denote the set of white vertices and <italic>N</italic>
<sub>0</sub> denote the set of black vertices, then <inline-formula id="inf285">
<mml:math id="m293">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf286">
<mml:math id="m294">
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf287">
<mml:math id="m295">
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>. In accordance with Theorem 2.4, there exist <inline-formula id="inf288">
<mml:math id="m296">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2286;</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> such that <inline-formula id="inf289">
<mml:math id="m297">
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>, so <italic>G</italic>
<sub>1</sub> has no perfect matching.</p>
<p>
<bold>Case 2:</bold> <italic>n</italic> is an even number.</p>
<p>Let <inline-formula id="inf290">
<mml:math id="m298">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>13</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1,1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1,3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> (see <xref ref-type="fig" rid="F9">Figure 9B</xref>), and set <italic>G</italic>
<sub>2</sub> &#x3d; <italic>G</italic> &#x2212; <italic>E</italic>
<sub>0</sub>. Also, <italic>G</italic>
<sub>2</sub> is connected.</p>
<p>There are only quadrangular faces in <italic>G</italic>
<sub>2</sub>; so, <italic>G</italic>
<sub>2</sub> is also bipartite with one bipartition 2<italic>n</italic> &#x2b; 2 vertices and the other bipartition 2<italic>n</italic> &#x2b; 4 vertices, which means <italic>G</italic>
<sub>2</sub> has no perfect matching.</p>
<p>Therefore, we find the anti-Kekul&#xe9; set <italic>E</italic>
<sub>0</sub> of <italic>G</italic> with <inline-formula id="inf291">
<mml:math id="m299">
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>, which means <inline-formula id="inf292">
<mml:math id="m300">
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>, if <inline-formula id="inf293">
<mml:math id="m301">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>. </p>
<p>Due to Theorem 3.4, if <inline-formula id="inf294">
<mml:math id="m302">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, then <inline-formula id="inf295">
<mml:math id="m303">
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>. However, the anti-Kekul&#xe9; number of <italic>G</italic> can be 4 or 5 if <inline-formula id="inf296">
<mml:math id="m304">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>. Next, we use a method to judge whether the anti-Kekul&#xe9; number of <italic>G</italic> can be 4 or 5 when <inline-formula id="inf297">
<mml:math id="m305">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>. Before we give some definitions of <italic>G</italic> if <inline-formula id="inf298">
<mml:math id="m306">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>. Let <inline-formula id="inf299">
<mml:math id="m307">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, the four diamonds of <italic>G</italic> be <italic>D</italic>
<sub>1</sub>, <italic>D</italic>
<sub>2</sub>, <italic>D</italic>
<sub>3</sub>, and <italic>D</italic>
<sub>4</sub> and the four diagonal edges be <italic>e</italic>
<sub>1</sub>, <italic>e</italic>
<sub>2</sub>, <italic>e</italic>
<sub>3</sub>, and <italic>e</italic>
<sub>4</sub> such that <inline-formula id="inf300">
<mml:math id="m308">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, <italic>i</italic> &#x3d; 1, 2, 3, 4. Set <inline-formula id="inf301">
<mml:math id="m309">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> and <italic>e</italic>
<sub>1</sub> &#x3d; <italic>v</italic>
<sub>1</sub>
<italic>v</italic>
<sub>2</sub>, <italic>e</italic>
<sub>2</sub> &#x3d; <italic>v</italic>
<sub>3</sub>
<italic>v</italic>
<sub>4</sub>, <italic>e</italic>
<sub>3</sub> &#x3d; <italic>v</italic>
<sub>5</sub>
<italic>v</italic>
<sub>6</sub>, and <italic>e</italic>
<sub>4</sub> &#x3d; <italic>v</italic>
<sub>7</sub>
<italic>v</italic>
<sub>8</sub>. The eight vertices of the four diagonal edges are called eight <italic>stars</italic>, and their union is denoted by <inline-formula id="inf302">
<mml:math id="m310">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c3;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>Set <italic>G</italic>
<sub>0</sub> &#x3d; <italic>G</italic> &#x2212; <italic>E</italic>
<sub>0</sub>. Then, <italic>G</italic>
<sub>0</sub> is bipartite, without loss of generality, we supposed the bipartitions of G<sub>0</sub> were <italic>V</italic>
<sub>1</sub>, <italic>V</italic>
<sub>2</sub>. Then, by the proof of Theorem 3.3, we can know if <inline-formula id="inf304">
<mml:math id="m312">
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>, then <italic>V</italic>
<sub>0</sub> &#x2282; <italic>V</italic>
<sub>1</sub> or <italic>V</italic>
<sub>0</sub> &#x2282; <italic>V</italic>
<sub>2</sub>, which means <inline-formula id="inf305">
<mml:math id="m313">
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula> when <italic>V</italic>
<sub>0</sub>&#x2284;<italic>V</italic>
<sub>1</sub> and <italic>V</italic>
<sub>0</sub>&#x2284;<italic>V</italic>
<sub>2</sub>. Thus, we have the following theorem.</p>
</statement>
</p>
<fig id="F8" position="float">
<label>FIGURE 8</label>
<caption>
<p>{(3,4),4}-Fullerenes <italic>Q</italic>
<sub>
<italic>n</italic>
</sub>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fchem-11-1132587-g008.tif"/>
</fig>
<fig id="F9" position="float">
<label>FIGURE 9</label>
<caption>
<p>Graph <italic>G</italic> &#x2212; <italic>E</italic>
<sub>0</sub>; <italic>n</italic> is an odd number <bold>(A)</bold>, and <italic>n</italic> is an even number <bold>(B)</bold>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fchem-11-1132587-g009.tif"/>
</fig>
<p>
<statement content-type="theorem" id="Theorem_3_5">
<label>Theorem 3.5</label>
<p>
<italic>Let</italic> <italic>G</italic> <italic>be a</italic> {(3, 4), 4}<italic>-fullerene,</italic> <inline-formula id="inf306">
<mml:math id="m314">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>, if</italic> <italic>V</italic>
<sub>0</sub> &#x2282; <italic>V</italic>
<sub>1</sub> <italic>or</italic> <italic>V</italic>
<sub>0</sub> &#x2282; <italic>V</italic>
<sub>2</sub>
<italic>, then</italic> <inline-formula id="inf307">
<mml:math id="m315">
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>, otherwise,</italic> <inline-formula id="inf308">
<mml:math id="m316">
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>.</italic>
</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="proof" id="uProof_7">
<label>Proof</label>
<p>By Theorem 3.2, we only need to show if <italic>V</italic>
<sub>0</sub> &#x2282; <italic>V</italic>
<sub>1</sub> or <italic>V</italic>
<sub>0</sub> &#x2282; <italic>V</italic>
<sub>2</sub>, then <inline-formula id="inf309">
<mml:math id="m317">
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>. Without loss of generality, suppose <italic>V</italic>
<sub>0</sub> &#x2282; <italic>V</italic>
<sub>1</sub>. Then, <inline-formula id="inf310">
<mml:math id="m318">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> consists of the four edges <italic>e</italic>
<sub>1</sub>, <italic>e</italic>
<sub>2</sub>, <italic>e</italic>
<sub>3</sub>, and <italic>e</italic>
<sub>4</sub> and some singleton vertices. Since the four edges <italic>e</italic>
<sub>1</sub>, <italic>e</italic>
<sub>2</sub>, <italic>e</italic>
<sub>3</sub>, and <italic>e</italic>
<sub>4</sub> cannot be incident with a common vertex, <italic>E</italic>
<sub>0</sub> is not a trivial 4-edge-cut. However, <italic>E</italic>
<sub>0</sub> also cannot be a cyclical 4-edge-cut by Lemma 2.3, as <italic>e</italic>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub> belongs to the intersection of two triangular faces for <italic>i</italic> &#x3d; 1, 2, 3, 4. Thus, <italic>G</italic>
<sub>0</sub> &#x3d; <italic>G</italic> &#x2212; <italic>E</italic>
<sub>0</sub> is connected.</p>
<p>On the other hand, by the degree-sum formula <inline-formula id="inf311">
<mml:math id="m319">
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>, which means <inline-formula id="inf312">
<mml:math id="m320">
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2260;</mml:mo>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>. Thus, <italic>G</italic>
<sub>0</sub> cannot have perfect matchings by Theorem 2.4. So, we find the anti-Kekul&#xe9; set <italic>E</italic>
<sub>0</sub> with <inline-formula id="inf313">
<mml:math id="m321">
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>. Immediately, we have <inline-formula id="inf314">
<mml:math id="m322">
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>. Otherwise, by Theorem 3.2, <inline-formula id="inf315">
<mml:math id="m323">
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>By Theorem 3.5, for a {(3, 4), 4}-fullerene <italic>G</italic> with <inline-formula id="inf316">
<mml:math id="m324">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, we can give the method to judge the anti-Kekul&#xe9; number of graph <italic>G</italic> is 4 or 5 as follows:<list list-type="simple">
<list-item>
<p>
<bold>Step 1:</bold> Delete the four diagonal edges <italic>e</italic>
<sub>1</sub>, <italic>e</italic>
<sub>2</sub>, <italic>e</italic>
<sub>3</sub>, and <italic>e</italic>
<sub>4</sub>.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<bold>Step 2:</bold> Color the vertices of <inline-formula id="inf317">
<mml:math id="m325">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula> with black and white.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<bold>Step 3:</bold> If we find the eight stars are in the same color, then <inline-formula id="inf318">
<mml:math id="m326">
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>, otherwise, <inline-formula id="inf319">
<mml:math id="m327">
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</list-item>
</list>
</p>
</statement>
</p>
</sec>
<sec sec-type="conclusion" id="s4">
<title>4 Conclusion</title>
<p>In this paper, we have obtained the scope of the anti-Kekul&#xe9; number of {(3, 4), 4}-fullerenes in Theorem 3.2; at the same time, we characterized {(3, 4), 4}-fullerenes with anti-Kekul&#xe9; number 4 in Theorem 3.3, which includes two kinds of graphs <inline-formula id="inf320">
<mml:math id="m328">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>As a consequence, we proved that if <inline-formula id="inf321">
<mml:math id="m329">
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, then <inline-formula id="inf322">
<mml:math id="m330">
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>. Interestingly, by the proof of Theorem 3.3, we found the {(3, 4), 4}-fullerene <italic>G</italic> belongs to <inline-formula id="inf323">
<mml:math id="m331">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, but the anti-Kekul&#xe9; number of <italic>G</italic> is not always 4; therefore, at the end of this paper, we gave a condition for judging whether the anti-Kekul&#xe9; number of graph <italic>G</italic> is 4 or 5.</p>
</sec>
</body>
<back>
<sec sec-type="data-availability" id="s5">
<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 id="s6">
<title>Author contributions</title>
<p>RY performed the ideas and the formulation of overarching research goals and aims. HJ wrote the first manuscript draft and performed the review and revision of the first draft.</p>
</sec>
<sec id="s7">
<title>Funding</title>
<p>This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (grant nos. 11801148 and 11626089) and the Foundation for the Doctor of Henan Polytechnic University (grant no. B2014-060).</p>
</sec>
<sec sec-type="COI-statement" id="s8">
<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 sec-type="disclaimer" id="s9">
<title>Publisher&#x2019;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">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Deza</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sikiri&#x0107;</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2012</year>). <article-title>Spheric analogs of fullerenes</article-title>. <source>Ecole Normale Superieure, Pairs, Rudjer Boskovic Inst.</source> <volume>16</volume>.</citation>
</ref>
<ref id="B2">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kutnar</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sedlar</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Vuki&#x010D;evi&#x107;</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2009</year>). <article-title>On the anti-Kekul&#xe9; number of leapfrog fullerenes</article-title>. <source>J. Math. Chem.</source> <volume>45</volume>, <fpage>431</fpage>&#x2013;<lpage>441</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10910-008-9416-1</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B3">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shiu</surname>
<given-names>W. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sun</surname>
<given-names>P. K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ye</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>On the anti-Kekul&#xe9; problem of cubic graphs</article-title>. <source>Art Discrete Appl. Math.</source> <volume>2</volume>, <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>14</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.26493/2590-9770.1264.94b</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B4">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lov&#xe1;sz</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Plummer</surname>
<given-names>M. D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2009</year>). <source>Matching theory</source>. <publisher-loc>Providence, RI, USA</publisher-loc>: <publisher-name>American Mathematical Society</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B5">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Veljan</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Vuki&#x010D;evi&#x107;</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2008</year>). <article-title>The anti-Kekul&#xe9; number of the infinte triangular, rectangular, and hexagonal grids</article-title>. <source>Glas. Mat.</source> <volume>43</volume>, <fpage>243</fpage>&#x2013;<lpage>252</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3336/gm.43.2.02</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B6">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Vuki&#x010D;evi&#x107;</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Trinajsti&#x0107;</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2007</year>). <article-title>On the anti-forcing number of benzenoids</article-title>. <source>J. Math. Chem.</source> <volume>42</volume>, <fpage>575</fpage>&#x2013;<lpage>583</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10910-006-9133-6</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B7">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Vuki&#x010D;evi&#x107;</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2007</year>). <article-title>Anti-Kekul&#xe9; number of <italic>C</italic>
<sub>60</sub>
</article-title>. <source>Australas. J. Comb.</source> <volume>38</volume>, <fpage>47</fpage>&#x2013;<lpage>62</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B8">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ye</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lin</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2012</year>). <article-title>On the anti-Kekul&#xe9; number of fullerenes</article-title>. <source>Match Commun. Math. Comput. Chem.</source> <volume>67</volume>, <fpage>281</fpage>&#x2013;<lpage>288</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B9">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2023</year>). <article-title>The facial resonance of {(3, 4), 4}-fullerene</article-title>. <source>J. Comb. Math. Comb. Comput.</source> <comment>Accepted</comment>.</citation>
</ref>
<ref id="B10">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2012</year>). <article-title>Hexagonal resonance of (3,6)-fullerenes</article-title>. <source>J. Math. Chem.</source> <volume>50</volume> (<issue>1</issue>), <fpage>261</fpage>&#x2013;<lpage>273</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10910-011-9910-8</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B11">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bian</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Vumar</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2011</year>). <article-title>On the anti-Kekul&#xe9; and anti-forcing number of cata-condensed phenylenes</article-title>. <source>Match Commun. Math. Comput. Chem.</source> <volume>65</volume> (<issue>3</issue>), <fpage>799</fpage>&#x2013;<lpage>806</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B12">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>On the anti-Kekul&#xe9; number of (4,5,6)-fullerenes</article-title>. <source>Discrete Appl. Math.</source> <volume>283</volume>, <fpage>577</fpage>&#x2013;<lpage>589</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.dam.2020.02.006</pub-id>
</citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>