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Precision: 64
Internal Precision: 576
\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;b \ge 0:\\ \;\;\;\;\frac{2 \cdot c}{\left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a}\\ \end{array}\]
↓
\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;\begin{array}{l} \mathbf{if}\;b \ge 0:\\ \;\;\;\;\frac{2 \cdot c}{\frac{{\left(-b\right)}^{3} - {\left(\sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(a \cdot c\right) + \left(b \cdot b\right))_*}\right)}^{3}}{\left(\sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(a \cdot c\right) + \left(b \cdot b\right))_*} \cdot \left(-b\right) + \sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(a \cdot c\right) + \left(b \cdot b\right))_*} \cdot \sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(a \cdot c\right) + \left(b \cdot b\right))_*}\right) + b \cdot b}}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\frac{\sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(a \cdot c\right) + \left(b \cdot b\right))_*} - b}{2 \cdot a}\\ \end{array} \le 1.6605893512936369 \cdot 10^{+208}:\\ \;\;\;\;\begin{array}{l} \mathbf{if}\;b \ge 0:\\ \;\;\;\;\frac{2 \cdot c}{\left(-b\right) - \sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(a \cdot c\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\frac{(\left(\sqrt{\sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(a \cdot c\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}\right) \cdot \left(\sqrt{\sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(a \cdot c\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}\right) + \left(-b\right))_*}{2 \cdot a}\\ \end{array}\\ \mathbf{elif}\;b \ge 0:\\ \;\;\;\;\frac{2 \cdot c}{\left(-b\right) - b}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\frac{\sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(a \cdot c\right) + \left(b \cdot b\right))_*} - b}{2 \cdot a}\\ \end{array}\]

Error

Bits error versus a

Bits error versus b

Bits error versus c

Derivation

  1. Split input into 2 regimes

  2. if (if (>= b 0) (/ (* 2 c) (/ (- (pow (- b) 3) (pow (sqrt (fma (- 4) (* c a) (* b b))) 3)) (+ (* (- b) (- b)) (+ (* (sqrt (fma (- 4) (* c a) (* b b))) (sqrt (fma (- 4) (* c a) (* b b)))) (* (- b) (sqrt (fma (- 4) (* c a) (* b b)))))))) (/ (- (sqrt (fma (- 4) (* c a) (* b b))) b) (* 2 a))) < 1.6605893512936369e+208

    1. Initial program 7.9

      \[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;b \ge 0:\\ \;\;\;\;\frac{2 \cdot c}{\left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a}\\ \end{array}\]

    2. Initial simplification7.9

      \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;b \ge 0:\\ \;\;\;\;\frac{2 \cdot c}{\left(-b\right) - \sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\frac{\sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*} - b}{2 \cdot a}\\ \end{array}\]
    3. Using strategy rm

    4. Applied add-sqr-sqrt7.9

      \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;b \ge 0:\\ \;\;\;\;\frac{2 \cdot c}{\left(-b\right) - \sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\frac{\sqrt{\sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*} \cdot \sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}} - b}{2 \cdot a}\\ \end{array}\]

    5. Applied sqrt-prod8.0

      \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;b \ge 0:\\ \;\;\;\;\frac{2 \cdot c}{\left(-b\right) - \sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\frac{\sqrt{\sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}} \cdot \sqrt{\sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}} - b}{2 \cdot a}\\ \end{array}\]

    6. Applied fma-neg8.0

      \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;b \ge 0:\\ \;\;\;\;\frac{2 \cdot c}{\left(-b\right) - \sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\frac{(\left(\sqrt{\sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}\right) \cdot \left(\sqrt{\sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}\right) + \left(-b\right))_*}{2 \cdot a}\\ \end{array}\]

    if 1.6605893512936369e+208 < (if (>= b 0) (/ (* 2 c) (/ (- (pow (- b) 3) (pow (sqrt (fma (- 4) (* c a) (* b b))) 3)) (+ (* (- b) (- b)) (+ (* (sqrt (fma (- 4) (* c a) (* b b))) (sqrt (fma (- 4) (* c a) (* b b)))) (* (- b) (sqrt (fma (- 4) (* c a) (* b b)))))))) (/ (- (sqrt (fma (- 4) (* c a) (* b b))) b) (* 2 a)))

    1. Initial program 42.5

      \[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;b \ge 0:\\ \;\;\;\;\frac{2 \cdot c}{\left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a}\\ \end{array}\]

    2. Initial simplification42.5

      \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;b \ge 0:\\ \;\;\;\;\frac{2 \cdot c}{\left(-b\right) - \sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\frac{\sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*} - b}{2 \cdot a}\\ \end{array}\]

    3. Taylor expanded around 0 25.1

      \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;b \ge 0:\\ \;\;\;\;\frac{2 \cdot c}{\left(-b\right) - \color{blue}{b}}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\frac{\sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*} - b}{2 \cdot a}\\ \end{array}\]
  3. Recombined 2 regimes into one program.

  4. Final simplification13.8

    \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\begin{array}{l} \mathbf{if}\;b \ge 0:\\ \;\;\;\;\frac{2 \cdot c}{\frac{{\left(-b\right)}^{3} - {\left(\sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(a \cdot c\right) + \left(b \cdot b\right))_*}\right)}^{3}}{\left(\sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(a \cdot c\right) + \left(b \cdot b\right))_*} \cdot \left(-b\right) + \sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(a \cdot c\right) + \left(b \cdot b\right))_*} \cdot \sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(a \cdot c\right) + \left(b \cdot b\right))_*}\right) + b \cdot b}}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\frac{\sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(a \cdot c\right) + \left(b \cdot b\right))_*} - b}{2 \cdot a}\\ \end{array} \le 1.6605893512936369 \cdot 10^{+208}:\\ \;\;\;\;\begin{array}{l} \mathbf{if}\;b \ge 0:\\ \;\;\;\;\frac{2 \cdot c}{\left(-b\right) - \sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(a \cdot c\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\frac{(\left(\sqrt{\sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(a \cdot c\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}\right) \cdot \left(\sqrt{\sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(a \cdot c\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}\right) + \left(-b\right))_*}{2 \cdot a}\\ \end{array}\\ \mathbf{elif}\;b \ge 0:\\ \;\;\;\;\frac{2 \cdot c}{\left(-b\right) - b}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\frac{\sqrt{(\left(-4\right) \cdot \left(a \cdot c\right) + \left(b \cdot b\right))_*} - b}{2 \cdot a}\\ \end{array}\]

Runtime

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herbie shell --seed 2018225 +o rules:numerics
(FPCore (a b c)
  :name "jeff quadratic root 2"
  (if (>= b 0) (/ (* 2 c) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))) (/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))) (* 2 a))))