Average Error: 0.2 → 0.0
Time: 25.9s
Precision: 64
Internal Precision: 128
\[\left({\left(a \cdot a + b \cdot b\right)}^{2} + 4 \cdot \left(\left(a \cdot a\right) \cdot \left(1 + a\right) + \left(b \cdot b\right) \cdot \left(1 - 3 \cdot a\right)\right)\right) - 1\]
\[\left(\left(\left({a}^{4} + \left({b}^{2} \cdot {a}^{2}\right) \cdot 2\right) + {b}^{4}\right) + \left(\left(a \cdot a\right) \cdot \left(a + 1\right) + \left(b \cdot b\right) \cdot \left(1 - a \cdot 3\right)\right) \cdot 4\right) - 1\]

Error

Bits error versus a

Bits error versus b

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Your Program's Arguments

Results

Enter valid numbers for all inputs

Derivation

  1. Initial program 0.2

    \[\left({\left(a \cdot a + b \cdot b\right)}^{2} + 4 \cdot \left(\left(a \cdot a\right) \cdot \left(1 + a\right) + \left(b \cdot b\right) \cdot \left(1 - 3 \cdot a\right)\right)\right) - 1\]
  2. Taylor expanded around -inf 0.0

    \[\leadsto \left(\color{blue}{\left({b}^{4} + \left({a}^{4} + 2 \cdot \left({a}^{2} \cdot {b}^{2}\right)\right)\right)} + 4 \cdot \left(\left(a \cdot a\right) \cdot \left(1 + a\right) + \left(b \cdot b\right) \cdot \left(1 - 3 \cdot a\right)\right)\right) - 1\]
  3. Final simplification0.0

    \[\leadsto \left(\left(\left({a}^{4} + \left({b}^{2} \cdot {a}^{2}\right) \cdot 2\right) + {b}^{4}\right) + \left(\left(a \cdot a\right) \cdot \left(a + 1\right) + \left(b \cdot b\right) \cdot \left(1 - a \cdot 3\right)\right) \cdot 4\right) - 1\]

Reproduce

herbie shell --seed 2018362 
(FPCore (a b)
  :name "Bouland and Aaronson, Equation (25)"
  (- (+ (pow (+ (* a a) (* b b)) 2) (* 4 (+ (* (* a a) (+ 1 a)) (* (* b b) (- 1 (* 3 a)))))) 1))

Details

Time bar (total: 19.3s)Debug log

start251.0ms

Algorithm
intervals

setup162.0ms

Pruning

1 alts after pruning (1 fresh and 0 done)

Merged error: 0.2b

localize75.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

0.7b
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
0.4b
(pow (+ (* a a) (* b b)) 2)
0.0b
(* (* a a) (+ 1 a))
0.0b
(* 4 (+ (* (* a a) (+ 1 a)) (* (* b b) (- 1 (* 3 a)))))

rewrite22.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 73
Calls

4 calls. Slowest were:

9.0ms
(* 4 (+ (* (* a a) (+ 1 a)) (* (* b b) (- 1 (* 3 a)))))
6.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
3.0ms
(* (* a a) (+ 1 a))

series130.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

41.0ms
(* 4 (+ (* (* a a) (+ 1 a)) (* (* b b) (- 1 (* 3 a)))))
32.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
31.0ms
(* (* a a) (+ 1 a))
25.0ms
(pow (+ (* a a) (* b b)) 2)

simplify7.3s

Counts
50 → 85
Calls

50 calls. Slowest were:

1.0s
(* (* (* (* a a) (* a a)) (* a a)) (* (* (+ 1 a) (+ 1 a)) (+ 1 a)))
597.0ms
(* (+ (* 1 1) (- (* a a) (* 1 a))) (+ (* 1 1) (+ (* (* 3 a) (* 3 a)) (* 1 (* 3 a)))))
501.0ms
(* (* (* (* b b) (* b b)) (* b b)) (* (* (- 1 (* 3 a)) (- 1 (* 3 a))) (- 1 (* 3 a))))

prune1.6s

Pruning

1 alts after pruning (1 fresh and 0 done)

Merged error: 0.0b

localize62.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

1.8b
(* (pow a 2) (pow b 2))
0.7b
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
0.0b
(* (* a a) (+ 1 a))
0.0b
(* 4 (+ (* (* a a) (+ 1 a)) (* (* b b) (- 1 (* 3 a)))))

rewrite42.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 81
Calls

4 calls. Slowest were:

19.0ms
(* 4 (+ (* (* a a) (+ 1 a)) (* (* b b) (- 1 (* 3 a)))))
7.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
7.0ms
(* (* a a) (+ 1 a))

series135.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

47.0ms
(* 4 (+ (* (* a a) (+ 1 a)) (* (* b b) (- 1 (* 3 a)))))
37.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
29.0ms
(* (pow a 2) (pow b 2))
22.0ms
(* (* a a) (+ 1 a))

simplify7.4s

Counts
56 → 93
Calls

56 calls. Slowest were:

1.1s
(* (* (* (* a a) (* a a)) (* a a)) (* (* (+ 1 a) (+ 1 a)) (+ 1 a)))
608.0ms
(* (+ (* 1 1) (- (* a a) (* 1 a))) (+ (* 1 1) (+ (* (* 3 a) (* 3 a)) (* 1 (* 3 a)))))
557.0ms
(* (* (* (* b b) (* b b)) (* b b)) (* (* (- 1 (* 3 a)) (- 1 (* 3 a))) (- 1 (* 3 a))))

prune2.1s

Pruning

1 alts after pruning (0 fresh and 1 done)

Merged error: 0.0b