Average Error: 0.2 → 0.0
Time: 26.1s
Precision: 64
Internal Precision: 128
\[\left({\left(a \cdot a + b \cdot b\right)}^{2} + 4 \cdot \left(\left(a \cdot a\right) \cdot \left(1 + a\right) + \left(b \cdot b\right) \cdot \left(1 - 3 \cdot a\right)\right)\right) - 1\]
\[\left(4 \cdot \left(\left(a \cdot a\right) \cdot \left(1 + a\right) + \left(b \cdot b\right) \cdot \left(1 - a \cdot 3\right)\right) + \left(\left({a}^{4} + 2 \cdot e^{\log \left({b}^{2} \cdot {a}^{2}\right)}\right) + {b}^{4}\right)\right) - 1\]

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-exp-log0.0

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

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

Reproduce

herbie shell --seed 2019005 
(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: 25.7s)Debug log

sample223.0ms

Algorithm
intervals

simplify136.0ms

Counts
1 → 1
Calls

1 calls. Slowest were:

136.0ms
(- (+ (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

localize54.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

1.1b
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
0.4b
(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:

32.0ms
(+ (pow (+ (* a a) (* b b)) 2) (* 4 (+ (* (* a a) (+ 1 a)) (* (* b b) (- 1 (* 3 a))))))
8.0ms
(* (* a a) (+ 1 a))
5.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))

series196.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

95.0ms
(+ (pow (+ (* a a) (* b b)) 2) (* 4 (+ (* (* a a) (+ 1 a)) (* (* b b) (- 1 (* 3 a))))))
37.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
33.0ms
(* (* a a) (+ 1 a))
31.0ms
(pow (+ (* a a) (* b b)) 2)

simplify3.8s

Counts
42 → 79
Calls

42 calls. Slowest were:

837.0ms
(* (* (* (* a a) (* a a)) (* a a)) (* (* (+ 1 a) (+ 1 a)) (+ 1 a)))
498.0ms
(* (* (* (* b b) (* b b)) (* b b)) (* (* (- 1 (* 3 a)) (- 1 (* 3 a))) (- 1 (* 3 a))))
296.0ms
(* (* (* b b) (- 1 (* 3 a))) 4)

prune1.1s

Pruning

3 alts after pruning (3 fresh and 0 done)

Merged error: 0.0b

localize58.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

2.7b
(* (pow a 2) (pow b 2))
1.1b
(* (* 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))))))

rewrite92.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 90
Calls

4 calls. Slowest were:

66.0ms
(+ (+ (pow b 4) (+ (pow a 4) (* 2 (* (pow a 2) (pow b 2))))) (* 4 (+ (* (* a a) (+ 1 a)) (* (* b b) (- 1 (* 3 a))))))
8.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
8.0ms
(* (* a a) (+ 1 a))

series202.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

96.0ms
(+ (+ (pow b 4) (+ (pow a 4) (* 2 (* (pow a 2) (pow b 2))))) (* 4 (+ (* (* a a) (+ 1 a)) (* (* b b) (- 1 (* 3 a))))))
41.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
36.0ms
(* (* a a) (+ 1 a))
29.0ms
(* (pow a 2) (pow b 2))

simplify7.8s

Counts
75 → 102
Calls

75 calls. Slowest were:

807.0ms
(* (* (* (* a a) (* a a)) (* a a)) (* (* (+ 1 a) (+ 1 a)) (+ 1 a)))
615.0ms
(* (* (* (* b b) (* b b)) (* b b)) (* (* (- 1 (* 3 a)) (- 1 (* 3 a))) (- 1 (* 3 a))))
387.0ms
(* (+ (* (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))))))) (+ (* (* (* a a) (+ 1 a)) (* (* a a) (+ 1 a))) (- (* (* (* b b) (- 1 (* 3 a))) (* (* b b) (- 1 (* 3 a)))) (* (* (* a a) (+ 1 a)) (* (* b b) (- 1 (* 3 a)))))))

prune1.4s

Pruning

3 alts after pruning (3 fresh and 0 done)

Merged error: 0b

localize25.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

38.3b
(log (* (pow a 2) (pow b 2)))
2.7b
(* (pow a 2) (pow b 2))
2.1b
(exp (log (* (pow a 2) (pow b 2))))
1.1b
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))

rewrite16.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 72
Calls

4 calls. Slowest were:

5.0ms
(exp (log (* (pow a 2) (pow b 2))))
4.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
3.0ms
(* (pow a 2) (pow b 2))

series102.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

44.0ms
(log (* (pow a 2) (pow b 2)))
23.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
18.0ms
(exp (log (* (pow a 2) (pow b 2))))
17.0ms
(* (pow a 2) (pow b 2))

simplify1.7s

Counts
48 → 84
Calls

48 calls. Slowest were:

352.0ms
(* (* (* (* b b) (* b b)) (* b b)) (* (* (- 1 (* 3 a)) (- 1 (* 3 a))) (- 1 (* 3 a))))
148.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
115.0ms
(+ (* 1 1) (+ (* (* 3 a) (* 3 a)) (* 1 (* 3 a))))

prune1.1s

Pruning

3 alts after pruning (2 fresh and 1 done)

Merged error: 0b

localize15.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

8.0b
(sqrt (+ (* a a) (* b b)))
1.1b
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
0.4b
(* (+ (* a a) (* b b)) (pow (sqrt (+ (* a a) (* b b))) 2))
0.1b
(* (* a a) (+ 1 a))

rewrite25.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 81
Calls

4 calls. Slowest were:

11.0ms
(* (+ (* a a) (* b b)) (pow (sqrt (+ (* a a) (* b b))) 2))
7.0ms
(* (* a a) (+ 1 a))
4.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))

series83.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

23.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
21.0ms
(* (* a a) (+ 1 a))
20.0ms
(* (+ (* a a) (* b b)) (pow (sqrt (+ (* a a) (* b b))) 2))
19.0ms
(sqrt (+ (* a a) (* b b)))

simplify2.9s

Counts
58 → 93
Calls

58 calls. Slowest were:

586.0ms
(* (* (* (* a a) (* a a)) (* a a)) (* (* (+ 1 a) (+ 1 a)) (+ 1 a)))
366.0ms
(+ (* 1 1) (+ (* (* 3 a) (* 3 a)) (* 1 (* 3 a))))
352.0ms
(* (* (* (* b b) (* b b)) (* b b)) (* (* (- 1 (* 3 a)) (- 1 (* 3 a))) (- 1 (* 3 a))))

prune877.0ms

Pruning

2 alts after pruning (1 fresh and 1 done)

Merged error: 0b

regimes83.0ms

Accuracy

0% (0.0b remaining)

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

bsearch4.0ms

end0.0ms

sample3.7s

Algorithm
intervals