Average Error: 43.8 → 0.2
Time: 44.1s
Precision: 64
Internal Precision: 128
\[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}}{3 \cdot a}\]
\[\frac{c}{\left(-b\right) - \sqrt{(\left(a \cdot -3\right) \cdot c + \left(b \cdot b\right))_*}}\]

Error

Bits error versus a

Bits error versus b

Bits error versus c

Bits error versus d

Derivation

  1. Initial program 43.8

    \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}}{3 \cdot a}\]
  2. Using strategy rm
  3. Applied flip-+43.9

    \[\leadsto \frac{\color{blue}{\frac{\left(-b\right) \cdot \left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c} \cdot \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}}{\left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}}}}{3 \cdot a}\]
  4. Applied associate-/l/43.9

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\left(-b\right) \cdot \left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c} \cdot \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}}{\left(3 \cdot a\right) \cdot \left(\left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}\right)}}\]
  5. Simplified0.6

    \[\leadsto \frac{\color{blue}{3 \cdot \left(c \cdot a\right)}}{\left(3 \cdot a\right) \cdot \left(\left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}\right)}\]
  6. Using strategy rm
  7. Applied times-frac0.5

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{3}{3 \cdot a} \cdot \frac{c \cdot a}{\left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}}}\]
  8. Simplified0.5

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{1}{a}} \cdot \frac{c \cdot a}{\left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}}\]
  9. Simplified0.5

    \[\leadsto \frac{1}{a} \cdot \color{blue}{\frac{c \cdot a}{\left(-b\right) - \sqrt{(-3 \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}}\]
  10. Using strategy rm
  11. Applied pow10.5

    \[\leadsto \frac{1}{a} \cdot \color{blue}{{\left(\frac{c \cdot a}{\left(-b\right) - \sqrt{(-3 \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}\right)}^{1}}\]
  12. Applied pow10.5

    \[\leadsto \color{blue}{{\left(\frac{1}{a}\right)}^{1}} \cdot {\left(\frac{c \cdot a}{\left(-b\right) - \sqrt{(-3 \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}\right)}^{1}\]
  13. Applied pow-prod-down0.5

    \[\leadsto \color{blue}{{\left(\frac{1}{a} \cdot \frac{c \cdot a}{\left(-b\right) - \sqrt{(-3 \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}\right)}^{1}}\]
  14. Simplified0.2

    \[\leadsto {\color{blue}{\left(\frac{c}{\left(-b\right) - \sqrt{(\left(a \cdot -3\right) \cdot c + \left(b \cdot b\right))_*}}\right)}}^{1}\]
  15. Final simplification0.2

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

Reproduce

herbie shell --seed 2018362 +o rules:numerics
(FPCore (a b c d)
  :name "Cubic critical, medium range"
  :pre (and (< 1.1102230246251565e-16 a 9007199254740992.0) (< 1.1102230246251565e-16 b 9007199254740992.0) (< 1.1102230246251565e-16 c 9007199254740992.0))
  (/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))) (* 3 a)))

Details

Time bar (total: 36.6s)Debug log

start214.0ms

Algorithm
intervals

setup91.0ms

Pruning

2 alts after pruning (2 fresh and 0 done)

Merged error: 44.4b

localize48.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

40.2b
(+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))
0.4b
(/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))) (* 3 a))
0.3b
(* (* 3 a) c)
0.1b
(- (* b b) (* (* 3 a) c))

rewrite58.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 72
Calls

4 calls. Slowest were:

36.0ms
(/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))) (* 3 a))
12.0ms
(+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))
4.0ms
(- (* b b) (* (* 3 a) c))

series166.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

69.0ms
(/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))) (* 3 a))
56.0ms
(+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))
26.0ms
(- (* b b) (* (* 3 a) c))
14.0ms
(* (* 3 a) c)

simplify1.6s

Counts
34 → 84
Calls

34 calls. Slowest were:

306.0ms
(- (* (- b) (- b)) (* (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))))
122.0ms
(+ (pow (- b) 3) (pow (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))) 3))
118.0ms
(/ (* (* (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))) (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))) (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))) (* (* (* 3 a) (* 3 a)) (* 3 a)))

prune933.0ms

Pruning

7 alts after pruning (7 fresh and 0 done)

Merged error: 0.3b

localize26.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

0.4b
(/ (* 3 (* c a)) (* (* 3 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))))
0.3b
(* (* 3 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))))
0.3b
(* 3 (* c a))
0.3b
(* (* 3 a) c)

rewrite40.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 117
Calls

4 calls. Slowest were:

18.0ms
(/ (* 3 (* c a)) (* (* 3 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))))
17.0ms
(* (* 3 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))))
2.0ms
(* (* 3 a) c)

series264.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

166.0ms
(/ (* 3 (* c a)) (* (* 3 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))))
76.0ms
(* (* 3 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))))
13.0ms
(* (* 3 a) c)
10.0ms
(* 3 (* c a))

simplify18.7s

Counts
84 → 129
Calls

84 calls. Slowest were:

2.3s
(/ (* (* (* 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)))))))
2.0s
(/ (* (* (* 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)))))))
585.0ms
(* (fma (- (sqrt (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))) (sqrt (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))) (* (sqrt (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))) (sqrt (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))))) (* 3 a))

prune1.8s

Pruning

10 alts after pruning (10 fresh and 0 done)

Merged error: 0.0b

localize30.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

0.4b
(* (/ 1 a) (/ (* c a) (- (- b) (sqrt (fma -3 (* c a) (* b b))))))
0.3b
(/ (* c a) (- (- b) (sqrt (fma -3 (* c a) (* b b)))))
0.2b
(fma -3 (* c a) (* b b))
0.1b
(- (- b) (sqrt (fma -3 (* c a) (* b b))))

rewrite30.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 119
Calls

4 calls. Slowest were:

14.0ms
(* (/ 1 a) (/ (* c a) (- (- b) (sqrt (fma -3 (* c a) (* b b))))))
8.0ms
(- (- b) (sqrt (fma -3 (* c a) (* b b))))
7.0ms
(/ (* c a) (- (- b) (sqrt (fma -3 (* c a) (* b b)))))

series406.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

168.0ms
(/ (* c a) (- (- b) (sqrt (fma -3 (* c a) (* b b)))))
132.0ms
(* (/ 1 a) (/ (* c a) (- (- b) (sqrt (fma -3 (* c a) (* b b))))))
70.0ms
(- (- b) (sqrt (fma -3 (* c a) (* b b))))
35.0ms
(fma -3 (* c a) (* b b))

simplify5.5s

Counts
113 → 131
Calls

113 calls. Slowest were:

609.0ms
(+ (* (- b) (- b)) (+ (* (sqrt (fma -3 (* c a) (* b b))) (sqrt (fma -3 (* c a) (* b b)))) (* (- b) (sqrt (fma -3 (* c a) (* b b))))))
532.0ms
(+ (* (- b) (- b)) (+ (* (sqrt (fma -3 (* c a) (* b b))) (sqrt (fma -3 (* c a) (* b b)))) (* (- b) (sqrt (fma -3 (* c a) (* b b))))))
342.0ms
(* (/ 1 a) (/ (* c a) (- (- b) (sqrt (fma -3 (* c a) (* b b))))))

prune1.6s

Pruning

6 alts after pruning (6 fresh and 0 done)

Merged error: 0b

localize33.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

0.2b
(fma (* a -3) c (* b b))
0.1b
(- (- b) (sqrt (fma (* a -3) c (* b b))))
0.1b
(/ c (- (- b) (sqrt (fma (* a -3) c (* b b)))))
0.0b
(sqrt (fma (* a -3) c (* b b)))

rewrite18.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 90
Calls

4 calls. Slowest were:

9.0ms
(- (- b) (sqrt (fma (* a -3) c (* b b))))
5.0ms
(/ c (- (- b) (sqrt (fma (* a -3) c (* b b)))))
2.0ms
(sqrt (fma (* a -3) c (* b b)))

series258.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

121.0ms
(/ c (- (- b) (sqrt (fma (* a -3) c (* b b)))))
53.0ms
(sqrt (fma (* a -3) c (* b b)))
52.0ms
(- (- b) (sqrt (fma (* a -3) c (* b b))))
32.0ms
(fma (* a -3) c (* b b))

simplify3.1s

Counts
80 → 102
Calls

80 calls. Slowest were:

393.0ms
(+ (* (- b) (- b)) (+ (* (sqrt (fma (* a -3) c (* b b))) (sqrt (fma (* a -3) c (* b b)))) (* (- b) (sqrt (fma (* a -3) c (* b b))))))
75.0ms
(fma 1 (- b) (- (* (sqrt (fma (* a -3) c (* b b))) (sqrt 1))))
67.0ms
(fma (sqrt (- b)) (sqrt (- b)) (- (* (sqrt (sqrt (fma (* a -3) c (* b b)))) (sqrt (sqrt (fma (* a -3) c (* b b)))))))

prune1.4s

Pruning

6 alts after pruning (5 fresh and 1 done)

Merged error: 0b

regimes252.0ms

Accuracy

0% (0.1b remaining)

Error of 0.2b against oracle of 0.0b and baseline of 0.2b

bsearch1.0ms