Average Error: 0.2 → 0.0
Time: 29.8s
Precision: 64
Internal Precision: 128
\[\left({\left(a \cdot a + b \cdot b\right)}^{2} + 4 \cdot \left(\left(a \cdot a\right) \cdot \left(1 + a\right) + \left(b \cdot b\right) \cdot \left(1 - 3 \cdot a\right)\right)\right) - 1\]
\[\left(\left(\left({a}^{4} + \left({b}^{2} \cdot {a}^{2}\right) \cdot 2\right) + {b}^{4}\right) + 4 \cdot \left(\left(b \cdot b\right) \cdot \left(1 - 3 \cdot a\right) + \sqrt[3]{a + 1} \cdot \left(\left(a \cdot a\right) \cdot \left(\sqrt[3]{a + 1} \cdot \sqrt[3]{a + 1}\right)\right)\right)\right) - 1\]

Error

Bits error versus a

Bits error versus b

Try it out

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. Using strategy rm
  4. Applied add-cube-cbrt0.0

    \[\leadsto \left(\left({b}^{4} + \left({a}^{4} + 2 \cdot \left({a}^{2} \cdot {b}^{2}\right)\right)\right) + 4 \cdot \left(\left(a \cdot a\right) \cdot \color{blue}{\left(\left(\sqrt[3]{1 + a} \cdot \sqrt[3]{1 + a}\right) \cdot \sqrt[3]{1 + a}\right)} + \left(b \cdot b\right) \cdot \left(1 - 3 \cdot a\right)\right)\right) - 1\]
  5. Applied associate-*r*0.0

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

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

Reproduce

herbie shell --seed 2019002 
(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: 29.2s)Debug log

sample235.0ms

Algorithm
intervals

simplify112.0ms

Counts
1 → 1
Calls

1 calls. Slowest were:

112.0ms
(- (+ (pow (+ (* a a) (* b b)) 2) (* 4 (+ (* (* a a) (+ 1 a)) (* (* b b) (- 1 (* 3 a)))))) 1)

prune7.0ms

Pruning

1 alts after pruning (1 fresh and 0 done)

Merged error: 0.2b

localize45.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

0.7b
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
0.3b
(pow (+ (* a a) (* b b)) 2)
0.1b
(* (* a a) (+ 1 a))
0.0b
(+ (pow (+ (* a a) (* b b)) 2) (* 4 (+ (* (* a a) (+ 1 a)) (* (* b b) (- 1 (* 3 a))))))

rewrite49.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 67
Calls

4 calls. Slowest were:

31.0ms
(+ (pow (+ (* a a) (* b b)) 2) (* 4 (+ (* (* a a) (+ 1 a)) (* (* b b) (- 1 (* 3 a))))))
7.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
6.0ms
(* (* a a) (+ 1 a))

series143.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

66.0ms
(+ (pow (+ (* a a) (* b b)) 2) (* 4 (+ (* (* a a) (+ 1 a)) (* (* b b) (- 1 (* 3 a))))))
32.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
23.0ms
(* (* a a) (+ 1 a))
21.0ms
(pow (+ (* a a) (* b b)) 2)

simplify4.3s

Counts
42 → 79
Calls

42 calls. Slowest were:

1.0s
(* (* (* (* a a) (* a a)) (* a a)) (* (* (+ 1 a) (+ 1 a)) (+ 1 a)))
483.0ms
(* (* (* (* b b) (* b b)) (* b b)) (* (* (- 1 (* 3 a)) (- 1 (* 3 a))) (- 1 (* 3 a))))
398.0ms
(* 4 (* (* b b) (- 1 (* 3 a))))

prune1.0s

Pruning

4 alts after pruning (4 fresh and 0 done)

Merged error: 0.0b

localize31.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

2.9b
(* (pow a 2) (pow b 2))
0.7b
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
0.1b
(* (* a a) (+ 1 a))
0.0b
(+ (+ (pow b 4) (+ (pow a 4) (* 2 (* (pow a 2) (pow b 2))))) (* 4 (+ (* (* a a) (+ 1 a)) (* (* b b) (- 1 (* 3 a))))))

rewrite77.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 90
Calls

4 calls. Slowest were:

65.0ms
(+ (+ (pow b 4) (+ (pow a 4) (* 2 (* (pow a 2) (pow b 2))))) (* 4 (+ (* (* a a) (+ 1 a)) (* (* b b) (- 1 (* 3 a))))))
4.0ms
(* (* a a) (+ 1 a))
4.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))

series159.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

93.0ms
(+ (+ (pow b 4) (+ (pow a 4) (* 2 (* (pow a 2) (pow b 2))))) (* 4 (+ (* (* a a) (+ 1 a)) (* (* b b) (- 1 (* 3 a))))))
24.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
21.0ms
(* (* a a) (+ 1 a))
20.0ms
(* (pow a 2) (pow b 2))

simplify8.6s

Counts
75 → 102
Calls

75 calls. Slowest were:

808.0ms
(* (* (* (* a a) (* a a)) (* a a)) (* (* (+ 1 a) (+ 1 a)) (+ 1 a)))
583.0ms
(* (* (* (* b b) (* b b)) (* b b)) (* (* (- 1 (* 3 a)) (- 1 (* 3 a))) (- 1 (* 3 a))))
409.0ms
(+ (* (+ (pow (pow b 4) 3) (pow (+ (pow a 4) (* 2 (* (pow a 2) (pow b 2)))) 3)) (* (- 1 a) (+ 1 (* 3 a)))) (* (+ (* (pow b 4) (pow b 4)) (- (* (+ (pow a 4) (* 2 (* (pow a 2) (pow b 2)))) (+ (pow a 4) (* 2 (* (pow a 2) (pow b 2))))) (* (pow b 4) (+ (pow a 4) (* 2 (* (pow a 2) (pow b 2))))))) (* 4 (+ (* (* (* a a) (- (* 1 1) (* a a))) (+ 1 (* 3 a))) (* (- 1 a) (* (* b b) (- (* 1 1) (* (* 3 a) (* 3 a)))))))))

prune1.7s

Pruning

4 alts after pruning (4 fresh and 0 done)

Merged error: 0b

localize40.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

2.9b
(* (pow a 2) (pow b 2))
0.7b
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
0.1b
(cbrt (+ 1 a))
0.1b
(cbrt (+ 1 a))

rewrite9.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 69
Calls

4 calls. Slowest were:

4.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
3.0ms
(* (pow a 2) (pow b 2))
1.0ms
(cbrt (+ 1 a))

series123.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

36.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
34.0ms
(cbrt (+ 1 a))
33.0ms
(cbrt (+ 1 a))
19.0ms
(* (pow a 2) (pow b 2))

simplify2.8s

Counts
45 → 81
Calls

45 calls. Slowest were:

861.0ms
(* (* (* (* b b) (* b b)) (* b b)) (* (* (- 1 (* 3 a)) (- 1 (* 3 a))) (- 1 (* 3 a))))
201.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
188.0ms
(- (+ (* 1/3 (/ (exp (* 1/3 (- (log -1) (log (/ -1 a))))) a)) (exp (* 1/3 (- (log -1) (log (/ -1 a)))))) (* 1/9 (/ (exp (* 1/3 (- (log -1) (log (/ -1 a))))) (pow a 2))))

prune1.5s

Pruning

4 alts after pruning (3 fresh and 1 done)

Merged error: 0b

localize15.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

0.7b
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
0.3b
(pow (+ (* a a) (* b b)) 2)
0.1b
(cbrt (+ 1 a))
0.1b
(cbrt (+ 1 a))

rewrite15.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 61
Calls

4 calls. Slowest were:

8.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
4.0ms
(pow (+ (* a a) (* b b)) 2)
1.0ms
(cbrt (+ 1 a))

series124.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

37.0ms
(cbrt (+ 1 a))
32.0ms
(cbrt (+ 1 a))
31.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
24.0ms
(pow (+ (* a a) (* b b)) 2)

simplify2.4s

Counts
39 → 73
Calls

39 calls. Slowest were:

498.0ms
(* (* (* (* b b) (* b b)) (* b b)) (* (* (- 1 (* 3 a)) (- 1 (* 3 a))) (- 1 (* 3 a))))
202.0ms
(- (+ (* 1/3 (/ (exp (* 1/3 (- (log -1) (log (/ -1 a))))) a)) (exp (* 1/3 (- (log -1) (log (/ -1 a)))))) (* 1/9 (/ (exp (* 1/3 (- (log -1) (log (/ -1 a))))) (pow a 2))))
187.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))

prune975.0ms

Pruning

4 alts after pruning (2 fresh and 2 done)

Merged error: 0b

regimes219.0ms

Accuracy

0% (0.0b remaining)

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

bsearch4.0ms

end0.0ms

sample4.6s

Algorithm
intervals