Generalising the adjustments to the Trace of the Adjacency matrix to find the number of genuine loops of a particular size in an undirected network?

It’s relatively easy to see that, for a network with Adjacency matrix A, the number of 3-loops is (1/6)Tr(A^3).

For 4-loops, we need (1/8)[Tr(A^4) – 2(sigma(k^2)) + sigma(k)] where k are the node degrees. So Tr(A^4) counts all possible 4-loops, including those that revisit nodes. It’s quite easy to see that the 2 adjustments take account of repeated visits to nodes/links, such as ABACA or ABCBA. For a k-node, the ABACA gives k choices for each of the 2nd and 4th nodes => k^2; the ABCBA gives k choices for the 2nd, and k-1 choices for the third nodes => k(k-1). These give a total of 2(k^2) – k. Summing these over all k and subtracting from the Tr(A^4) gives the formula above. (The 1/8 = 1/(2×4) allows for 4 starting nodes in any 4-loop as well as going clock- or anti-clockwise.

My real problem is trying to find a similar formula for 5-loops (or higher). I think the ‘adjustments’ to Tr(A^5) need to be based on combinations of a 2 and a 3 loop, including repeated nodes, like ABACDA (and several others), but I can’t seem to get the right formula. I’m testing on the following Adjacency matrix, with snippets of the code:

A = np.array([
 [0,1,1,1,1,0,0,0],
 [1,0,1,1,1,0,0,1],
 [1,1,0,1,1,0,0,1],
 [1,1,1,0,1,1,1,0],
 [1,1,1,1,0,0,0,0],
 [0,0,0,1,0,0,1,0],
 [0,0,0,1,0,1,0,0],
 [0,1,1,0,0,0,0,0]
])

Tr5 = Tr(A^5) #gives 1480
K2, K3, K4, K5 = K*K, K**3, K**4, K**5
K = np.array([4,5,5,6,4,2,2,2]) # the degrees of the nodes
S_K = np.sum(K) # gives 30 for sigma(k)
S_K_squared = np.sum(K2) # gives 130 for sigma(k^2)
S_K_cubed = np.sum(K3) # gives 618 for sigma(k^3)

I’m looking for a formula of the form (1/10)[ Tr(A^5) – adjustments] where adjustments = a(sigma(k^3)) + b(sigma(k^2)) + c(sigma(k)). I think the ‘a’ has to be a multiple of 5 to give an integer answer.

I’d be very interested in any solutions/thoughts.

Thanks, Aydin

New contributor

Aydin Onac is a new contributor to this site. Take care in asking for clarification, commenting, and answering.
Check out our Code of Conduct.

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật