Average Error: 28.3 → 0.4
Time: 31.9s
Precision: 64
Internal Precision: 128
\[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a}\]
\[\frac{c}{\frac{-1}{2}} \cdot \frac{1}{b + \sqrt{b \cdot b + \left(-4 \cdot c\right) \cdot a}}\]

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 28.3

    \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a}\]
  2. Simplified28.3

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\sqrt{b \cdot b - \left(c \cdot a\right) \cdot 4} - b}{2 \cdot a}}\]
  3. Using strategy rm
  4. Applied flip--28.3

    \[\leadsto \frac{\color{blue}{\frac{\sqrt{b \cdot b - \left(c \cdot a\right) \cdot 4} \cdot \sqrt{b \cdot b - \left(c \cdot a\right) \cdot 4} - b \cdot b}{\sqrt{b \cdot b - \left(c \cdot a\right) \cdot 4} + b}}}{2 \cdot a}\]
  5. Applied associate-/l/28.3

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\sqrt{b \cdot b - \left(c \cdot a\right) \cdot 4} \cdot \sqrt{b \cdot b - \left(c \cdot a\right) \cdot 4} - b \cdot b}{\left(2 \cdot a\right) \cdot \left(\sqrt{b \cdot b - \left(c \cdot a\right) \cdot 4} + b\right)}}\]
  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 *-un-lft-identity0.3

    \[\leadsto \frac{\frac{\left(c \cdot -4\right) \cdot a}{2 \cdot a}}{\color{blue}{1 \cdot \left(\sqrt{b \cdot b - \left(c \cdot a\right) \cdot 4} + b\right)}}\]
  11. Applied times-frac0.3

    \[\leadsto \frac{\color{blue}{\frac{c \cdot -4}{2} \cdot \frac{a}{a}}}{1 \cdot \left(\sqrt{b \cdot b - \left(c \cdot a\right) \cdot 4} + b\right)}\]
  12. Applied times-frac0.4

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\frac{c \cdot -4}{2}}{1} \cdot \frac{\frac{a}{a}}{\sqrt{b \cdot b - \left(c \cdot a\right) \cdot 4} + b}}\]
  13. Simplified0.4

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{c}{\frac{-1}{2}}} \cdot \frac{\frac{a}{a}}{\sqrt{b \cdot b - \left(c \cdot a\right) \cdot 4} + b}\]
  14. Simplified0.4

    \[\leadsto \frac{c}{\frac{-1}{2}} \cdot \color{blue}{\frac{1}{\sqrt{a \cdot \left(c \cdot -4\right) + b \cdot b} + b}}\]
  15. Final simplification0.4

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

Reproduce

herbie shell --seed 2019005 
(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: 30.9s)Debug log

sample191.0ms

Algorithm
intervals

simplify72.0ms

Counts
1 → 1
Calls

1 calls. Slowest were:

71.0ms
(/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))) (* 2 a))

prune10.0ms

Pruning

1 alts after pruning (1 fresh and 0 done)

Merged error: 28.6b

localize52.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

28.4b
(- (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)))

rewrite68.0ms

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)
3.0ms
(- (* b b) (* (* c a) 4))

series189.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

62.0ms
(sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4)))
54.0ms
(/ (- (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b) (* 2 a))
47.0ms
(- (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)
25.0ms
(- (* b b) (* (* c a) 4))

simplify2.3s

Counts
32 → 71
Calls

32 calls. Slowest were:

373.0ms
(sqrt (- (pow (* b b) 3) (pow (* (* c a) 4) 3)))
234.0ms
(- (pow (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) 3) (pow b 3))
224.0ms
(- (* (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4)))) (* b b))

prune761.0ms

Pruning

8 alts after pruning (8 fresh and 0 done)

Merged error: 0.4b

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

rewrite61.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 60
Calls

4 calls. Slowest were:

24.0ms
(/ (* (* c -4) a) (* (* 2 a) (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)))
14.0ms
(* (* 2 a) (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b))
13.0ms
(+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)

series336.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

143.0ms
(/ (* (* c -4) a) (* (* 2 a) (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)))
97.0ms
(* (* 2 a) (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b))
58.0ms
(+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)
38.0ms
(- (* b b) (* (* c a) 4))

simplify3.4s

Counts
33 → 72
Calls

33 calls. Slowest were:

861.0ms
(/ (* (* (* (* 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))))
717.0ms
(/ (* (* (* (* 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))))
335.0ms
(+ (* (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4)))) (- (* b b) (* (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)))

prune820.0ms

Pruning

11 alts after pruning (11 fresh and 0 done)

Merged error: 0.0b

localize12.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

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

rewrite62.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 77
Calls

4 calls. Slowest were:

31.0ms
(/ (/ (* (* c -4) a) (* 2 a)) (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b))
15.0ms
(+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)
10.0ms
(/ (* (* c -4) a) (* 2 a))

series246.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

132.0ms
(/ (/ (* (* c -4) a) (* 2 a)) (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b))
62.0ms
(+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)
46.0ms
(- (* b b) (* (* c a) 4))
5.0ms
(/ (* (* c -4) a) (* 2 a))

simplify13.8s

Counts
62 → 89
Calls

62 calls. Slowest were:

1.2s
(/ (/ (* (* c -4) a) (* 2 a)) (sqrt (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b)))
1.2s
(/ (/ (* (* c -4) a) (* 2 a)) (+ (sqrt (- (* b b) (* (* c a) 4))) b))
1.1s
(/ (/ (* (* (* (* 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)))

prune1.1s

Pruning

7 alts after pruning (7 fresh and 0 done)

Merged error: 0.0b

localize35.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

0.3b
(* (/ c -1/2) (/ 1 (+ (sqrt (+ (* a (* c -4)) (* b b))) b)))
0.2b
(+ (* a (* c -4)) (* b b))
0.2b
(+ (sqrt (+ (* a (* c -4)) (* b b))) b)
0.2b
(/ 1 (+ (sqrt (+ (* a (* c -4)) (* b b))) b))

rewrite31.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 65
Calls

4 calls. Slowest were:

8.0ms
(* (/ c -1/2) (/ 1 (+ (sqrt (+ (* a (* c -4)) (* b b))) b)))
8.0ms
(+ (sqrt (+ (* a (* c -4)) (* b b))) b)
8.0ms
(+ (* a (* c -4)) (* b b))

series416.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

153.0ms
(/ 1 (+ (sqrt (+ (* a (* c -4)) (* b b))) b))
152.0ms
(* (/ c -1/2) (/ 1 (+ (sqrt (+ (* a (* c -4)) (* b b))) b)))
79.0ms
(+ (sqrt (+ (* a (* c -4)) (* b b))) b)
31.0ms
(+ (* a (* c -4)) (* b b))

simplify1.2s

Counts
36 → 77
Calls

36 calls. Slowest were:

396.0ms
(* (* (* (/ c -1/2) (/ c -1/2)) (/ c -1/2)) (* (* (/ 1 (+ (sqrt (+ (* a (* c -4)) (* b b))) b)) (/ 1 (+ (sqrt (+ (* a (* c -4)) (* b b))) b))) (/ 1 (+ (sqrt (+ (* a (* c -4)) (* b b))) b))))
134.0ms
(+ (* (sqrt (+ (* a (* c -4)) (* b b))) (sqrt (+ (* a (* c -4)) (* b b)))) (- (* b b) (* (sqrt (+ (* a (* c -4)) (* b b))) b)))
127.0ms
(+ (* (sqrt (+ (* a (* c -4)) (* b b))) (sqrt (+ (* a (* c -4)) (* b b)))) (- (* b b) (* (sqrt (+ (* a (* c -4)) (* b b))) b)))

prune716.0ms

Pruning

8 alts after pruning (7 fresh and 1 done)

Merged error: 0b

regimes283.0ms

Accuracy

0% (0.4b remaining)

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

bsearch4.0ms

end0.0ms

sample4.8s

Algorithm
intervals