Average Error: 28.6 → 0.4
Time: 52.2s
Precision: 64
Internal Precision: 128
\[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a}\]
\[\frac{\frac{\left(c \cdot -4\right) \cdot a}{a \cdot 2}}{\frac{\sqrt{{b}^{4} - \left(\left(a \cdot c\right) \cdot 4\right) \cdot \left(\left(a \cdot c\right) \cdot 4\right)}}{\sqrt{b \cdot b + \left(a \cdot c\right) \cdot 4}} + b}\]

Error

Bits error versus a

Bits error versus b

Bits error versus c

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Results

Enter valid numbers for all inputs

Derivation

  1. Initial program 28.6

    \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a}\]
  2. Initial simplification28.6

    \[\leadsto \frac{\sqrt{b \cdot b - \left(c \cdot a\right) \cdot 4} - b}{2 \cdot a}\]
  3. Using strategy rm
  4. Applied flip--28.6

    \[\leadsto \frac{\color{blue}{\frac{\sqrt{b \cdot b - \left(c \cdot a\right) \cdot 4} \cdot \sqrt{b \cdot b - \left(c \cdot a\right) \cdot 4} - b \cdot b}{\sqrt{b \cdot b - \left(c \cdot a\right) \cdot 4} + b}}}{2 \cdot a}\]
  5. Applied associate-/l/28.6

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\sqrt{b \cdot b - \left(c \cdot a\right) \cdot 4} \cdot \sqrt{b \cdot b - \left(c \cdot a\right) \cdot 4} - b \cdot b}{\left(2 \cdot a\right) \cdot \left(\sqrt{b \cdot b - \left(c \cdot a\right) \cdot 4} + b\right)}}\]
  6. Simplified0.5

    \[\leadsto \frac{\color{blue}{\left(c \cdot -4\right) \cdot a}}{\left(2 \cdot a\right) \cdot \left(\sqrt{b \cdot b - \left(c \cdot a\right) \cdot 4} + b\right)}\]
  7. Using strategy rm
  8. Applied associate-/r*0.3

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\frac{\left(c \cdot -4\right) \cdot a}{2 \cdot a}}{\sqrt{b \cdot b - \left(c \cdot a\right) \cdot 4} + b}}\]
  9. Using strategy rm
  10. Applied flip--0.4

    \[\leadsto \frac{\frac{\left(c \cdot -4\right) \cdot a}{2 \cdot a}}{\sqrt{\color{blue}{\frac{\left(b \cdot b\right) \cdot \left(b \cdot b\right) - \left(\left(c \cdot a\right) \cdot 4\right) \cdot \left(\left(c \cdot a\right) \cdot 4\right)}{b \cdot b + \left(c \cdot a\right) \cdot 4}}} + b}\]
  11. Applied sqrt-div0.4

    \[\leadsto \frac{\frac{\left(c \cdot -4\right) \cdot a}{2 \cdot a}}{\color{blue}{\frac{\sqrt{\left(b \cdot b\right) \cdot \left(b \cdot b\right) - \left(\left(c \cdot a\right) \cdot 4\right) \cdot \left(\left(c \cdot a\right) \cdot 4\right)}}{\sqrt{b \cdot b + \left(c \cdot a\right) \cdot 4}}} + b}\]
  12. Using strategy rm
  13. Applied pow20.4

    \[\leadsto \frac{\frac{\left(c \cdot -4\right) \cdot a}{2 \cdot a}}{\frac{\sqrt{\left(b \cdot b\right) \cdot \color{blue}{{b}^{2}} - \left(\left(c \cdot a\right) \cdot 4\right) \cdot \left(\left(c \cdot a\right) \cdot 4\right)}}{\sqrt{b \cdot b + \left(c \cdot a\right) \cdot 4}} + b}\]
  14. Applied pow20.4

    \[\leadsto \frac{\frac{\left(c \cdot -4\right) \cdot a}{2 \cdot a}}{\frac{\sqrt{\color{blue}{{b}^{2}} \cdot {b}^{2} - \left(\left(c \cdot a\right) \cdot 4\right) \cdot \left(\left(c \cdot a\right) \cdot 4\right)}}{\sqrt{b \cdot b + \left(c \cdot a\right) \cdot 4}} + b}\]
  15. Applied pow-prod-up0.4

    \[\leadsto \frac{\frac{\left(c \cdot -4\right) \cdot a}{2 \cdot a}}{\frac{\sqrt{\color{blue}{{b}^{\left(2 + 2\right)}} - \left(\left(c \cdot a\right) \cdot 4\right) \cdot \left(\left(c \cdot a\right) \cdot 4\right)}}{\sqrt{b \cdot b + \left(c \cdot a\right) \cdot 4}} + b}\]
  16. Simplified0.4

    \[\leadsto \frac{\frac{\left(c \cdot -4\right) \cdot a}{2 \cdot a}}{\frac{\sqrt{{b}^{\color{blue}{4}} - \left(\left(c \cdot a\right) \cdot 4\right) \cdot \left(\left(c \cdot a\right) \cdot 4\right)}}{\sqrt{b \cdot b + \left(c \cdot a\right) \cdot 4}} + b}\]
  17. Final simplification0.4

    \[\leadsto \frac{\frac{\left(c \cdot -4\right) \cdot a}{a \cdot 2}}{\frac{\sqrt{{b}^{4} - \left(\left(a \cdot c\right) \cdot 4\right) \cdot \left(\left(a \cdot c\right) \cdot 4\right)}}{\sqrt{b \cdot b + \left(a \cdot c\right) \cdot 4}} + b}\]

Reproduce

herbie shell --seed 2018365 
(FPCore (a b c)
  :name "Quadratic roots, narrow range"
  :pre (and (< 1.0536712127723509e-08 a 94906265.62425156) (< 1.0536712127723509e-08 b 94906265.62425156) (< 1.0536712127723509e-08 c 94906265.62425156))
  (/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))) (* 2 a)))

Details

Time bar (total: 44.9s)Debug log

start179.0ms

Algorithm
intervals

setup136.0ms

Pruning

1 alts after pruning (1 fresh and 0 done)

Merged error: 28.8b

localize51.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

28.7b
(- (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)
0.3b
(/ (- (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b) (* 2 a))
0.2b
(- (* b b) (* (* c a) 4))
0.1b
(sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4)))

rewrite72.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 59
Calls

4 calls. Slowest were:

41.0ms
(/ (- (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b) (* 2 a))
21.0ms
(- (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)
4.0ms
(- (* b b) (* (* c a) 4))

series283.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

91.0ms
(/ (- (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b) (* 2 a))
79.0ms
(- (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)
70.0ms
(sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4)))
43.0ms
(- (* b b) (* (* c a) 4))

simplify2.2s

Counts
32 → 71
Calls

32 calls. Slowest were:

362.0ms
(sqrt (- (pow (* b b) 3) (pow (* (* c a) 4) 3)))
310.0ms
(- (* (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4)))) (* b b))
208.0ms
(- (pow (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) 3) (pow b 3))

prune816.0ms

Pruning

6 alts after pruning (6 fresh and 0 done)

Merged error: 0.3b

localize28.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

0.3b
(/ (* (* c -4) a) (* (* 2 a) (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)))
0.2b
(* (* 2 a) (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b))
0.2b
(- (* b b) (* (* c a) 4))
0.2b
(+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)

rewrite67.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 60
Calls

4 calls. Slowest were:

30.0ms
(* (* 2 a) (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b))
24.0ms
(/ (* (* c -4) a) (* (* 2 a) (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)))
8.0ms
(+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)

series264.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

119.0ms
(/ (* (* c -4) a) (* (* 2 a) (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)))
62.0ms
(* (* 2 a) (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b))
54.0ms
(+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)
29.0ms
(- (* b b) (* (* c a) 4))

simplify3.5s

Counts
33 → 72
Calls

33 calls. Slowest were:

870.0ms
(/ (* (* (* (* c -4) a) (* (* c -4) a)) (* (* c -4) a)) (* (* (* (* 2 a) (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)) (* (* 2 a) (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b))) (* (* 2 a) (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b))))
832.0ms
(/ (* (* (* (* c -4) a) (* (* c -4) a)) (* (* c -4) a)) (* (* (* (* 2 a) (* 2 a)) (* 2 a)) (* (* (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b) (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)) (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b))))
318.0ms
(+ (* (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4)))) (- (* b b) (* (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)))

prune1.4s

Pruning

8 alts after pruning (8 fresh and 0 done)

Merged error: 0.0b

localize7.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

0.2b
(/ (/ (* (* c -4) a) (* 2 a)) (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b))
0.2b
(- (* b b) (* (* c a) 4))
0.2b
(+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)
0.1b
(sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4)))

rewrite32.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 76
Calls

4 calls. Slowest were:

15.0ms
(/ (/ (* (* c -4) a) (* 2 a)) (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b))
11.0ms
(+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)
4.0ms
(sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4)))

series304.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

156.0ms
(/ (/ (* (* c -4) a) (* 2 a)) (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b))
67.0ms
(sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4)))
48.0ms
(+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)
33.0ms
(- (* b b) (* (* c a) 4))

simplify15.2s

Counts
63 → 88
Calls

63 calls. Slowest were:

1.3s
(/ (/ (* (* c -4) a) (* 2 a)) (cbrt (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)))
1.2s
(/ (/ (* (* c -4) a) (* 2 a)) (sqrt (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)))
1.2s
(/ (sqrt (/ (* (* c -4) a) (* 2 a))) 1)

prune1.4s

Pruning

9 alts after pruning (9 fresh and 0 done)

Merged error: 0b

localize49.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

0.5b
(* (* (* c a) 4) (* (* c a) 4))
0.5b
(* (* b b) (* b b))
0.2b
(/ (sqrt (- (* (* b b) (* b b)) (* (* (* c a) 4) (* (* c a) 4)))) (sqrt (+ (* b b) (* (* c a) 4))))
0.2b
(+ (* b b) (* (* c a) 4))

rewrite37.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 117
Calls

4 calls. Slowest were:

19.0ms
(* (* (* c a) 4) (* (* c a) 4))
10.0ms
(/ (sqrt (- (* (* b b) (* b b)) (* (* (* c a) 4) (* (* c a) 4)))) (sqrt (+ (* b b) (* (* c a) 4))))
3.0ms
(* (* b b) (* b b))

series160.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

84.0ms
(/ (sqrt (- (* (* b b) (* b b)) (* (* (* c a) 4) (* (* c a) 4)))) (sqrt (+ (* b b) (* (* c a) 4))))
32.0ms
(+ (* b b) (* (* c a) 4))
25.0ms
(* (* b b) (* b b))
19.0ms
(* (* (* c a) 4) (* (* c a) 4))

simplify15.4s

Counts
131 → 129
Calls

131 calls. Slowest were:

684.0ms
(* (* (* (* (* c a) 4) (* (* c a) 4)) (* (* c a) 4)) (* (* (* (* c a) 4) (* (* c a) 4)) (* (* c a) 4)))
603.0ms
(sqrt (- (* (* (* b b) (* b b)) (* (* b b) (* b b))) (* (* (* (* c a) 4) (* (* c a) 4)) (* (* (* c a) 4) (* (* c a) 4)))))
513.0ms
(/ (sqrt (- (* (* b b) (* b b)) (* (* (* c a) 4) (* (* c a) 4)))) (sqrt (sqrt (+ (* b b) (* (* c a) 4)))))

prune2.9s

Pruning

8 alts after pruning (8 fresh and 0 done)

Merged error: 0b

regimes367.0ms

Accuracy

0% (0.3b remaining)

Error of 0.4b against oracle of 0.0b and baseline of 0.4b

bsearch5.0ms