Average Error: 44.0 → 0.2
Time: 38.7s
Precision: 64
Internal Precision: 128
\[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a}\]
\[\frac{-2 \cdot c}{b + \sqrt{\frac{{\left(b \cdot b\right)}^{3} - {\left(4 \cdot \left(c \cdot a\right)\right)}^{3}}{\left(b \cdot b\right) \cdot \left(b \cdot b\right) + \left(\left(4 \cdot \left(c \cdot a\right)\right) \cdot \left(4 \cdot \left(c \cdot a\right)\right) + \left(b \cdot b\right) \cdot \left(4 \cdot \left(c \cdot a\right)\right)\right)}}}\]

Error

Bits error versus a

Bits error versus b

Bits error versus c

Try it out

Your Program's Arguments

Results

Enter valid numbers for all inputs

Derivation

  1. Initial program 44.0

    \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a}\]
  2. Initial simplification44.0

    \[\leadsto \frac{\sqrt{b \cdot b - \left(c \cdot a\right) \cdot 4} - b}{2 \cdot a}\]
  3. Using strategy rm
  4. Applied flip--44.1

    \[\leadsto \frac{\color{blue}{\frac{\sqrt{b \cdot b - \left(c \cdot a\right) \cdot 4} \cdot \sqrt{b \cdot b - \left(c \cdot a\right) \cdot 4} - b \cdot b}{\sqrt{b \cdot b - \left(c \cdot a\right) \cdot 4} + b}}}{2 \cdot a}\]
  5. Applied associate-/l/44.1

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

    \[\leadsto \frac{\color{blue}{\left(c \cdot -4\right) \cdot a}}{\left(2 \cdot a\right) \cdot \left(\sqrt{b \cdot b - \left(c \cdot a\right) \cdot 4} + b\right)}\]
  7. Using strategy rm
  8. Applied associate-/r*0.2

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\frac{\left(c \cdot -4\right) \cdot a}{2 \cdot a}}{\sqrt{b \cdot b - \left(c \cdot a\right) \cdot 4} + b}}\]
  9. Taylor expanded around -inf 0.2

    \[\leadsto \frac{\color{blue}{-2 \cdot c}}{\sqrt{b \cdot b - \left(c \cdot a\right) \cdot 4} + b}\]
  10. Using strategy rm
  11. Applied flip3--0.2

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

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

Reproduce

herbie shell --seed 2018365 
(FPCore (a b c)
  :name "Quadratic roots, 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) (* (* 4 a) c)))) (* 2 a)))

Details

Time bar (total: 29.9s)Debug log

start267.0ms

Algorithm
intervals

setup115.0ms

Pruning

1 alts after pruning (1 fresh and 0 done)

Merged error: 42.6b

localize44.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

37.1b
(- (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)
0.1b
(- (* b b) (* (* c a) 4))
0.1b
(/ (- (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b) (* 2 a))
0.1b
(sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4)))

rewrite71.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 59
Calls

4 calls. Slowest were:

40.0ms
(/ (- (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))

series267.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

83.0ms
(- (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)
76.0ms
(/ (- (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b) (* 2 a))
66.0ms
(sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4)))
42.0ms
(- (* b b) (* (* c a) 4))

simplify2.2s

Counts
32 → 71
Calls

32 calls. Slowest were:

284.0ms
(- (* (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4)))) (* b b))
282.0ms
(sqrt (- (pow (* b b) 3) (pow (* (* c a) 4) 3)))
241.0ms
(- (pow (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) 3) (pow b 3))

prune913.0ms

Pruning

4 alts after pruning (4 fresh and 0 done)

Merged error: 0.2b

localize27.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

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

rewrite69.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 60
Calls

4 calls. Slowest were:

33.0ms
(* (* 2 a) (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b))
23.0ms
(/ (* (* c -4) a) (* (* 2 a) (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)))
8.0ms
(+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)

series346.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

163.0ms
(/ (* (* c -4) a) (* (* 2 a) (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)))
94.0ms
(* (* 2 a) (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b))
58.0ms
(+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)
32.0ms
(- (* b b) (* (* c a) 4))

simplify4.0s

Counts
33 → 72
Calls

33 calls. Slowest were:

918.0ms
(/ (* (* (* (* 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))))
901.0ms
(/ (* (* (* (* 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))))
410.0ms
(/ (exp (* b b)) (exp (* (* c a) 4)))

prune985.0ms

Pruning

8 alts after pruning (8 fresh and 0 done)

Merged error: 0b

localize6.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

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

rewrite44.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 77
Calls

4 calls. Slowest were:

23.0ms
(/ (/ (* (* c -4) a) (* 2 a)) (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b))
13.0ms
(+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)
5.0ms
(/ (* (* c -4) a) (* 2 a))

series253.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

150.0ms
(/ (/ (* (* c -4) a) (* 2 a)) (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b))
64.0ms
(+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)
30.0ms
(- (* b b) (* (* c a) 4))
8.0ms
(/ (* (* c -4) a) (* 2 a))

simplify15.6s

Counts
62 → 89
Calls

62 calls. Slowest were:

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

prune1.3s

Pruning

7 alts after pruning (7 fresh and 0 done)

Merged error: 0b

localize6.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

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

rewrite26.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 57
Calls

4 calls. Slowest were:

11.0ms
(/ (* -2 c) (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b))
8.0ms
(+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)
2.0ms
(- (* b b) (* (* c a) 4))

series228.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

116.0ms
(/ (* -2 c) (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b))
44.0ms
(+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)
42.0ms
(sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4)))
26.0ms
(- (* b b) (* (* c a) 4))

simplify1.9s

Counts
32 → 69
Calls

32 calls. Slowest were:

372.0ms
(sqrt (- (pow (* b b) 3) (pow (* (* c a) 4) 3)))
295.0ms
(+ (* (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4)))) (- (* b b) (* (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)))
163.0ms
(sqrt (- (* (* b b) (* b b)) (* (* (* c a) 4) (* (* c a) 4))))

prune927.0ms

Pruning

6 alts after pruning (6 fresh and 0 done)

Merged error: 0b

regimes254.0ms

Accuracy

0% (0.2b remaining)

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

bsearch4.0ms