Average Error: 33.5 → 27.7
Time: 1.1m
Precision: 64
Internal Precision: 128
\[\sqrt{\left(\left(2 \cdot n\right) \cdot U\right) \cdot \left(\left(t - 2 \cdot \frac{\ell \cdot \ell}{Om}\right) - \left(n \cdot {\left(\frac{\ell}{Om}\right)}^{2}\right) \cdot \left(U - U*\right)\right)}\]
\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;n \le 9.216249262006833 \cdot 10^{-304}:\\ \;\;\;\;\sqrt{\sqrt{\left(2 \cdot n\right) \cdot \left(U \cdot \left(\left(t - \frac{\ell}{\frac{Om}{\ell}} \cdot 2\right) - \left(n \cdot {\left(\frac{\ell}{Om}\right)}^{2}\right) \cdot \left(U - U*\right)\right)\right)}} \cdot \sqrt{\sqrt{\left(2 \cdot n\right) \cdot \left(U \cdot \left(\left(t - \frac{\ell}{\frac{Om}{\ell}} \cdot 2\right) - \left(n \cdot {\left(\frac{\ell}{Om}\right)}^{2}\right) \cdot \left(U - U*\right)\right)\right)}}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\sqrt{2 \cdot n} \cdot \sqrt{U \cdot \left(\left(t - \frac{\ell}{\frac{Om}{\ell}} \cdot 2\right) - \left(n \cdot {\left(\frac{\ell}{Om}\right)}^{2}\right) \cdot \left(U - U*\right)\right)}\\ \end{array}\]

Error

Bits error versus n

Bits error versus U

Bits error versus t

Bits error versus l

Bits error versus Om

Bits error versus U*

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Your Program's Arguments

Results

Enter valid numbers for all inputs

Derivation

  1. Split input into 2 regimes
  2. if n < 9.216249262006833e-304

    1. Initial program 33.2

      \[\sqrt{\left(\left(2 \cdot n\right) \cdot U\right) \cdot \left(\left(t - 2 \cdot \frac{\ell \cdot \ell}{Om}\right) - \left(n \cdot {\left(\frac{\ell}{Om}\right)}^{2}\right) \cdot \left(U - U*\right)\right)}\]
    2. Using strategy rm
    3. Applied associate-/l*30.8

      \[\leadsto \sqrt{\left(\left(2 \cdot n\right) \cdot U\right) \cdot \left(\left(t - 2 \cdot \color{blue}{\frac{\ell}{\frac{Om}{\ell}}}\right) - \left(n \cdot {\left(\frac{\ell}{Om}\right)}^{2}\right) \cdot \left(U - U*\right)\right)}\]
    4. Using strategy rm
    5. Applied associate-*l*30.4

      \[\leadsto \sqrt{\color{blue}{\left(2 \cdot n\right) \cdot \left(U \cdot \left(\left(t - 2 \cdot \frac{\ell}{\frac{Om}{\ell}}\right) - \left(n \cdot {\left(\frac{\ell}{Om}\right)}^{2}\right) \cdot \left(U - U*\right)\right)\right)}}\]
    6. Using strategy rm
    7. Applied add-sqr-sqrt30.6

      \[\leadsto \color{blue}{\sqrt{\sqrt{\left(2 \cdot n\right) \cdot \left(U \cdot \left(\left(t - 2 \cdot \frac{\ell}{\frac{Om}{\ell}}\right) - \left(n \cdot {\left(\frac{\ell}{Om}\right)}^{2}\right) \cdot \left(U - U*\right)\right)\right)}} \cdot \sqrt{\sqrt{\left(2 \cdot n\right) \cdot \left(U \cdot \left(\left(t - 2 \cdot \frac{\ell}{\frac{Om}{\ell}}\right) - \left(n \cdot {\left(\frac{\ell}{Om}\right)}^{2}\right) \cdot \left(U - U*\right)\right)\right)}}}\]

    if 9.216249262006833e-304 < n

    1. Initial program 33.8

      \[\sqrt{\left(\left(2 \cdot n\right) \cdot U\right) \cdot \left(\left(t - 2 \cdot \frac{\ell \cdot \ell}{Om}\right) - \left(n \cdot {\left(\frac{\ell}{Om}\right)}^{2}\right) \cdot \left(U - U*\right)\right)}\]
    2. Using strategy rm
    3. Applied associate-/l*31.2

      \[\leadsto \sqrt{\left(\left(2 \cdot n\right) \cdot U\right) \cdot \left(\left(t - 2 \cdot \color{blue}{\frac{\ell}{\frac{Om}{\ell}}}\right) - \left(n \cdot {\left(\frac{\ell}{Om}\right)}^{2}\right) \cdot \left(U - U*\right)\right)}\]
    4. Using strategy rm
    5. Applied associate-*l*31.3

      \[\leadsto \sqrt{\color{blue}{\left(2 \cdot n\right) \cdot \left(U \cdot \left(\left(t - 2 \cdot \frac{\ell}{\frac{Om}{\ell}}\right) - \left(n \cdot {\left(\frac{\ell}{Om}\right)}^{2}\right) \cdot \left(U - U*\right)\right)\right)}}\]
    6. Using strategy rm
    7. Applied sqrt-prod24.8

      \[\leadsto \color{blue}{\sqrt{2 \cdot n} \cdot \sqrt{U \cdot \left(\left(t - 2 \cdot \frac{\ell}{\frac{Om}{\ell}}\right) - \left(n \cdot {\left(\frac{\ell}{Om}\right)}^{2}\right) \cdot \left(U - U*\right)\right)}}\]
  3. Recombined 2 regimes into one program.
  4. Final simplification27.7

    \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;n \le 9.216249262006833 \cdot 10^{-304}:\\ \;\;\;\;\sqrt{\sqrt{\left(2 \cdot n\right) \cdot \left(U \cdot \left(\left(t - \frac{\ell}{\frac{Om}{\ell}} \cdot 2\right) - \left(n \cdot {\left(\frac{\ell}{Om}\right)}^{2}\right) \cdot \left(U - U*\right)\right)\right)}} \cdot \sqrt{\sqrt{\left(2 \cdot n\right) \cdot \left(U \cdot \left(\left(t - \frac{\ell}{\frac{Om}{\ell}} \cdot 2\right) - \left(n \cdot {\left(\frac{\ell}{Om}\right)}^{2}\right) \cdot \left(U - U*\right)\right)\right)}}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\sqrt{2 \cdot n} \cdot \sqrt{U \cdot \left(\left(t - \frac{\ell}{\frac{Om}{\ell}} \cdot 2\right) - \left(n \cdot {\left(\frac{\ell}{Om}\right)}^{2}\right) \cdot \left(U - U*\right)\right)}\\ \end{array}\]

Reproduce

herbie shell --seed 2019002 +o rules:numerics
(FPCore (n U t l Om U*)
  :name "Toniolo and Linder, Equation (13)"
  (sqrt (* (* (* 2 n) U) (- (- t (* 2 (/ (* l l) Om))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*))))))

Details

Time bar (total: 1.1m)Debug log

sample268.0ms

Algorithm
intervals

simplify356.0ms

Counts
1 → 1
Calls

1 calls. Slowest were:

356.0ms
(sqrt (* (* (* 2 n) U) (- (- t (* 2 (/ (* l l) Om))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*)))))

prune11.0ms

Pruning

1 alts after pruning (1 fresh and 0 done)

Merged error: 31.9b

localize68.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

18.7b
(sqrt (* (* (* 2 n) U) (- (- t (* 2 (/ (* l l) Om))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*)))))
10.1b
(* (* (* 2 n) U) (- (- t (* 2 (/ (* l l) Om))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*))))
7.8b
(/ (* l l) Om)
6.9b
(* n (pow (/ l Om) 2))

rewrite43.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 85
Calls

4 calls. Slowest were:

21.0ms
(* (* (* 2 n) U) (- (- t (* 2 (/ (* l l) Om))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*))))
18.0ms
(sqrt (* (* (* 2 n) U) (- (- t (* 2 (/ (* l l) Om))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*)))))
2.0ms
(/ (* l l) Om)

series1.4s

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

1.1s
(sqrt (* (* (* 2 n) U) (- (- t (* 2 (/ (* l l) Om))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*)))))
291.0ms
(* (* (* 2 n) U) (- (- t (* 2 (/ (* l l) Om))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*))))
28.0ms
(* n (pow (/ l Om) 2))
10.0ms
(/ (* l l) Om)

simplify7.8s

Counts
54 → 97
Calls

54 calls. Slowest were:

669.0ms
(* (fma (- (- U U*)) (* n (pow (/ l Om) 2)) (* (- U U*) (* n (pow (/ l Om) 2)))) (* (* 2 n) U))
626.0ms
(* (fma (- (- U U*)) (* n (pow (/ l Om) 2)) (* (- U U*) (* n (pow (/ l Om) 2)))) (* (* 2 n) U))
573.0ms
(* (fma (- (- U U*)) (* n (pow (/ l Om) 2)) (* (- U U*) (* n (pow (/ l Om) 2)))) (* (* 2 n) U))

prune1.8s

Pruning

12 alts after pruning (12 fresh and 0 done)

Merged error: 22.7b

localize37.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

18.7b
(sqrt (* (* (* 2 n) U) (- (- t (* 2 (/ l (/ Om l)))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*)))))
10.1b
(* (* (* 2 n) U) (- (- t (* 2 (/ l (/ Om l)))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*))))
6.9b
(* n (pow (/ l Om) 2))
5.0b
(* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*))

rewrite48.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 95
Calls

4 calls. Slowest were:

23.0ms
(* (* (* 2 n) U) (- (- t (* 2 (/ l (/ Om l)))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*))))
16.0ms
(sqrt (* (* (* 2 n) U) (- (- t (* 2 (/ l (/ Om l)))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*)))))
6.0ms
(* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*))

series1.7s

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

1.3s
(sqrt (* (* (* 2 n) U) (- (- t (* 2 (/ l (/ Om l)))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*)))))
316.0ms
(* (* (* 2 n) U) (- (- t (* 2 (/ l (/ Om l)))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*))))
111.0ms
(* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*))
46.0ms
(* n (pow (/ l Om) 2))

simplify11.6s

Counts
66 → 107
Calls

66 calls. Slowest were:

801.0ms
(cbrt (- (- t (* 2 (/ l (/ Om l)))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*))))
750.0ms
(* (fma (- (- U U*)) (* n (pow (/ l Om) 2)) (* (- U U*) (* n (pow (/ l Om) 2)))) (* (* 2 n) U))
657.0ms
(* (fma (- (- U U*)) (* n (pow (/ l Om) 2)) (* (- U U*) (* n (pow (/ l Om) 2)))) (* (* 2 n) U))

prune2.2s

Pruning

12 alts after pruning (12 fresh and 0 done)

Merged error: 20.9b

localize18.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

18.7b
(sqrt (* (* 2 n) (* U (- (- t (* 2 (/ l (/ Om l)))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*))))))
6.9b
(* n (pow (/ l Om) 2))
5.0b
(* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*))
4.7b
(* U (- (- t (* 2 (/ l (/ Om l)))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*))))

rewrite97.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 91
Calls

4 calls. Slowest were:

50.0ms
(sqrt (* (* 2 n) (* U (- (- t (* 2 (/ l (/ Om l)))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*))))))
29.0ms
(* U (- (- t (* 2 (/ l (/ Om l)))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*))))
13.0ms
(* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*))

series1.4s

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

1.1s
(sqrt (* (* 2 n) (* U (- (- t (* 2 (/ l (/ Om l)))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*))))))
223.0ms
(* U (- (- t (* 2 (/ l (/ Om l)))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*))))
68.0ms
(* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*))
29.0ms
(* n (pow (/ l Om) 2))

simplify13.9s

Counts
62 → 103
Calls

62 calls. Slowest were:

741.0ms
(* (+ t (* 2 (/ l (/ Om l)))) (+ (* U U) (+ (* U* U*) (* U U*))))
599.0ms
(* U (- (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*))))
576.0ms
(* U (- (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*))))

prune2.3s

Pruning

15 alts after pruning (15 fresh and 0 done)

Merged error: 18.2b

localize20.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

18.7b
(sqrt (* (* 2 n) (* U (- (- t (* 2 (/ l (/ Om l)))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*))))))
18.7b
(sqrt (* (* 2 n) (* U (- (- t (* 2 (/ l (/ Om l)))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*))))))
6.9b
(* n (pow (/ l Om) 2))
6.9b
(* n (pow (/ l Om) 2))

rewrite60.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 70
Calls

4 calls. Slowest were:

32.0ms
(sqrt (* (* 2 n) (* U (- (- t (* 2 (/ l (/ Om l)))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*))))))
23.0ms
(sqrt (* (* 2 n) (* U (- (- t (* 2 (/ l (/ Om l)))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*))))))
2.0ms
(* n (pow (/ l Om) 2))

series2.4s

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

1.2s
(sqrt (* (* 2 n) (* U (- (- t (* 2 (/ l (/ Om l)))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*))))))
1.1s
(sqrt (* (* 2 n) (* U (- (- t (* 2 (/ l (/ Om l)))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- U U*))))))
51.0ms
(* n (pow (/ l Om) 2))
35.0ms
(* n (pow (/ l Om) 2))

simplify4.6s

Counts
42 → 82
Calls

42 calls. Slowest were:

425.0ms
(sqrt (* (* 2 n) (* U (- (* (- (pow t 3) (pow (* 2 (/ l (/ Om l))) 3)) (+ U U*)) (* (+ (* t t) (+ (* (* 2 (/ l (/ Om l))) (* 2 (/ l (/ Om l)))) (* t (* 2 (/ l (/ Om l)))))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- (* U U) (* U* U*))))))))
422.0ms
(sqrt (* (* 2 n) (* U (- (* (- (pow t 3) (pow (* 2 (/ l (/ Om l))) 3)) (+ (* U U) (+ (* U* U*) (* U U*)))) (* (+ (* t t) (+ (* (* 2 (/ l (/ Om l))) (* 2 (/ l (/ Om l)))) (* t (* 2 (/ l (/ Om l)))))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- (pow U 3) (pow U* 3))))))))
397.0ms
(sqrt (* (* 2 n) (* U (- (* (- (pow t 3) (pow (* 2 (/ l (/ Om l))) 3)) (+ (* U U) (+ (* U* U*) (* U U*)))) (* (+ (* t t) (+ (* (* 2 (/ l (/ Om l))) (* 2 (/ l (/ Om l)))) (* t (* 2 (/ l (/ Om l)))))) (* (* n (pow (/ l Om) 2)) (- (pow U 3) (pow U* 3))))))))

prune2.0s

Pruning

15 alts after pruning (14 fresh and 1 done)

Merged error: 18.2b

regimes1.3s

Accuracy

26% (9.5b remaining)

Error of 27.7b against oracle of 18.2b and baseline of 31.0b

bsearch459.0ms

end0.0ms

sample9.2s

Algorithm
intervals