Average Error: 33.6 → 6.3
Time: 25.5s
Precision: 64
Internal Precision: 128
\[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}}{3 \cdot a}\]
\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;b \le -9.168413458660043 \cdot 10^{+117}:\\ \;\;\;\;\frac{1}{2} \cdot \frac{c}{b} - \frac{b}{a} \cdot \frac{2}{3}\\ \mathbf{elif}\;b \le -3.0889823782972 \cdot 10^{-310}:\\ \;\;\;\;\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - c \cdot \left(a \cdot 3\right)}}{a \cdot 3}\\ \mathbf{elif}\;b \le 4.624902210069567 \cdot 10^{+105}:\\ \;\;\;\;\frac{c}{\left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - c \cdot \left(a \cdot 3\right)}}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\frac{-1}{2} \cdot \frac{c}{b}\\ \end{array}\]

Error

Bits error versus a

Bits error versus b

Bits error versus c

Bits error versus d

Try it out

Your Program's Arguments

Results

Enter valid numbers for all inputs

Derivation

  1. Split input into 4 regimes
  2. if b < -9.168413458660043e+117

    1. Initial program 49.7

      \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}}{3 \cdot a}\]
    2. Taylor expanded around -inf 3.5

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{1}{2} \cdot \frac{c}{b} - \frac{2}{3} \cdot \frac{b}{a}}\]

    if -9.168413458660043e+117 < b < -3.0889823782972e-310

    1. Initial program 8.7

      \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}}{3 \cdot a}\]

    if -3.0889823782972e-310 < b < 4.624902210069567e+105

    1. Initial program 32.4

      \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}}{3 \cdot a}\]
    2. Using strategy rm
    3. Applied flip-+32.5

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\frac{\left(-b\right) \cdot \left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c} \cdot \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}}{\left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}}}}{3 \cdot a}\]
    4. Applied associate-/l/36.8

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{\left(-b\right) \cdot \left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c} \cdot \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}}{\left(3 \cdot a\right) \cdot \left(\left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}\right)}}\]
    5. Simplified20.1

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{3 \cdot \left(c \cdot a\right)}}{\left(3 \cdot a\right) \cdot \left(\left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}\right)}\]
    6. Using strategy rm
    7. Applied associate-/r*15.2

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{\frac{3 \cdot \left(c \cdot a\right)}{3 \cdot a}}{\left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}}}\]
    8. Taylor expanded around inf 8.2

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{c}}{\left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}}\]

    if 4.624902210069567e+105 < b

    1. Initial program 58.9

      \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}}{3 \cdot a}\]
    2. Taylor expanded around inf 2.3

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{-1}{2} \cdot \frac{c}{b}}\]
  3. Recombined 4 regimes into one program.
  4. Final simplification6.3

    \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;b \le -9.168413458660043 \cdot 10^{+117}:\\ \;\;\;\;\frac{1}{2} \cdot \frac{c}{b} - \frac{b}{a} \cdot \frac{2}{3}\\ \mathbf{elif}\;b \le -3.0889823782972 \cdot 10^{-310}:\\ \;\;\;\;\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - c \cdot \left(a \cdot 3\right)}}{a \cdot 3}\\ \mathbf{elif}\;b \le 4.624902210069567 \cdot 10^{+105}:\\ \;\;\;\;\frac{c}{\left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - c \cdot \left(a \cdot 3\right)}}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\frac{-1}{2} \cdot \frac{c}{b}\\ \end{array}\]

Reproduce

herbie shell --seed 2018360 
(FPCore (a b c d)
  :name "Cubic critical"
  (/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))) (* 3 a)))

Details

Time bar (total: 17.9s)Debug log

start206.0ms

Algorithm
intervals

setup137.0ms

Pruning

2 alts after pruning (2 fresh and 0 done)

Merged error: 34.6b

localize44.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

24.4b
(sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))
1.0b
(- (* b b) (* (* 3 a) c))
0.9b
(+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))
0.2b
(/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))) (* 3 a))

rewrite54.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 63
Calls

4 calls. Slowest were:

34.0ms
(/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))) (* 3 a))
11.0ms
(+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))
4.0ms
(- (* b b) (* (* 3 a) c))

series238.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

98.0ms
(/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))) (* 3 a))
56.0ms
(+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))
53.0ms
(sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))
31.0ms
(- (* b b) (* (* 3 a) c))

simplify2.4s

Counts
36 → 75
Calls

36 calls. Slowest were:

435.0ms
(sqrt (- (pow (* b b) 3) (pow (* (* 3 a) c) 3)))
258.0ms
(+ (pow (- b) 3) (pow (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))) 3))
251.0ms
(- (* (- b) (- b)) (* (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))))

prune992.0ms

Pruning

11 alts after pruning (10 fresh and 1 done)

Merged error: 5.6b

localize15.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

24.4b
(sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))
15.7b
(/ (* 3 (* c a)) (* (* 3 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))))
1.0b
(- (* b b) (* (* 3 a) c))
0.8b
(- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))

rewrite28.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 61
Calls

4 calls. Slowest were:

13.0ms
(- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))
10.0ms
(/ (* 3 (* c a)) (* (* 3 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))))
2.0ms
(- (* b b) (* (* 3 a) c))

series267.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

129.0ms
(/ (* 3 (* c a)) (* (* 3 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))))
66.0ms
(sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))
46.0ms
(- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))
26.0ms
(- (* b b) (* (* 3 a) c))

simplify5.1s

Counts
34 → 73
Calls

34 calls. Slowest were:

1.6s
(/ (* (* (* 3 (* c a)) (* 3 (* c a))) (* 3 (* c a))) (* (* (* (* 3 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))) (* (* 3 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))))) (* (* 3 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))))))
1.4s
(/ (* (* (* 3 (* c a)) (* 3 (* c a))) (* 3 (* c a))) (* (* (* (* 3 a) (* 3 a)) (* 3 a)) (* (* (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))))))
387.0ms
(sqrt (- (pow (* b b) 3) (pow (* (* 3 a) c) 3)))

prune1.2s

Pruning

12 alts after pruning (11 fresh and 1 done)

Merged error: 5.5b

localize13.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

24.4b
(sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))
13.7b
(/ (* 3 (* c a)) (* 3 a))
1.0b
(- (* b b) (* (* 3 a) c))
0.8b
(- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))

rewrite17.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 57
Calls

4 calls. Slowest were:

5.0ms
(- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))
5.0ms
(/ (* 3 (* c a)) (* 3 a))
4.0ms
(sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))

series143.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

57.0ms
(- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))
46.0ms
(sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))
35.0ms
(- (* b b) (* (* 3 a) c))
4.0ms
(/ (* 3 (* c a)) (* 3 a))

simplify2.5s

Counts
29 → 69
Calls

29 calls. Slowest were:

807.0ms
(/ (* (* (* 3 (* c a)) (* 3 (* c a))) (* 3 (* c a))) (* (* (* 3 a) (* 3 a)) (* 3 a)))
381.0ms
(sqrt (- (pow (* b b) 3) (pow (* (* 3 a) c) 3)))
278.0ms
(- (log (* 3 (* c a))) (log (* 3 a)))

prune925.0ms

Pruning

9 alts after pruning (8 fresh and 1 done)

Merged error: 5.5b

localize3.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

24.4b
(sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))
1.0b
(- (* b b) (* (* 3 a) c))
0.8b
(- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))
0.2b
(* (* 3 a) c)

rewrite14.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 51
Calls

4 calls. Slowest were:

6.0ms
(- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))
4.0ms
(* (* 3 a) c)
2.0ms
(- (* b b) (* (* 3 a) c))

series130.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

48.0ms
(sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))
46.0ms
(- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))
25.0ms
(- (* b b) (* (* 3 a) c))
11.0ms
(* (* 3 a) c)

simplify1.5s

Counts
25 → 63
Calls

25 calls. Slowest were:

405.0ms
(sqrt (- (pow (* b b) 3) (pow (* (* 3 a) c) 3)))
163.0ms
(- b (* 3/2 (/ (* a c) b)))
111.0ms
(sqrt (- (* (* b b) (* b b)) (* (* (* 3 a) c) (* (* 3 a) c))))

prune774.0ms

Pruning

10 alts after pruning (8 fresh and 2 done)

Merged error: 5.4b

regimes730.0ms

Accuracy

95.8% (1.0b remaining)

Error of 6.3b against oracle of 5.3b and baseline of 29.1b

bsearch515.0ms