Average Error: 44.4 → 0.2
Time: 58.4s
Precision: 64
Internal Precision: 128
\[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}}{3 \cdot a}\]
\[\frac{c}{\left(-b\right) - \sqrt{(\left(a \cdot -3\right) \cdot c + \left(b \cdot b\right))_*}}\]

Error

Bits error versus a

Bits error versus b

Bits error versus c

Bits error versus d

Derivation

  1. Initial program 44.4

    \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}}{3 \cdot a}\]
  2. Using strategy rm
  3. Applied flip-+44.4

    \[\leadsto \frac{\color{blue}{\frac{\left(-b\right) \cdot \left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c} \cdot \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}}{\left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}}}}{3 \cdot a}\]
  4. Applied associate-/l/44.4

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\left(-b\right) \cdot \left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c} \cdot \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}}{\left(3 \cdot a\right) \cdot \left(\left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}\right)}}\]
  5. Simplified0.5

    \[\leadsto \frac{\color{blue}{3 \cdot \left(c \cdot a\right)}}{\left(3 \cdot a\right) \cdot \left(\left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}\right)}\]
  6. Using strategy rm
  7. Applied associate-/l*0.5

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{3}{\frac{\left(3 \cdot a\right) \cdot \left(\left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}\right)}{c \cdot a}}}\]
  8. Using strategy rm
  9. Applied *-un-lft-identity0.5

    \[\leadsto \frac{3}{\color{blue}{1 \cdot \frac{\left(3 \cdot a\right) \cdot \left(\left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}\right)}{c \cdot a}}}\]
  10. Applied associate-/r*0.5

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\frac{3}{1}}{\frac{\left(3 \cdot a\right) \cdot \left(\left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}\right)}{c \cdot a}}}\]
  11. Simplified0.5

    \[\leadsto \frac{\frac{3}{1}}{\color{blue}{\frac{\left(-b\right) - \sqrt{(-3 \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}{c \cdot \frac{1}{3}}}}\]
  12. Using strategy rm
  13. Applied *-un-lft-identity0.5

    \[\leadsto \frac{\frac{3}{1}}{\color{blue}{1 \cdot \frac{\left(-b\right) - \sqrt{(-3 \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}{c \cdot \frac{1}{3}}}}\]
  14. Applied *-un-lft-identity0.5

    \[\leadsto \frac{\color{blue}{1 \cdot \frac{3}{1}}}{1 \cdot \frac{\left(-b\right) - \sqrt{(-3 \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}{c \cdot \frac{1}{3}}}\]
  15. Applied times-frac0.5

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{1}{1} \cdot \frac{\frac{3}{1}}{\frac{\left(-b\right) - \sqrt{(-3 \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}{c \cdot \frac{1}{3}}}}\]
  16. Simplified0.5

    \[\leadsto \color{blue}{1} \cdot \frac{\frac{3}{1}}{\frac{\left(-b\right) - \sqrt{(-3 \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}{c \cdot \frac{1}{3}}}\]
  17. Simplified0.2

    \[\leadsto 1 \cdot \color{blue}{\frac{c}{\left(-b\right) - \sqrt{(\left(a \cdot -3\right) \cdot c + \left(b \cdot b\right))_*}}}\]
  18. Final simplification0.2

    \[\leadsto \frac{c}{\left(-b\right) - \sqrt{(\left(a \cdot -3\right) \cdot c + \left(b \cdot b\right))_*}}\]

Reproduce

herbie shell --seed 2019005 +o rules:numerics
(FPCore (a b c d)
  :name "Cubic critical, 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) (* (* 3 a) c)))) (* 3 a)))

Details

Time bar (total: 57.4s)Debug log

sample175.0ms

Algorithm
intervals

simplify113.0ms

Counts
1 → 1
Calls

1 calls. Slowest were:

113.0ms
(/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))) (* 3 a))

prune25.0ms

Pruning

2 alts after pruning (2 fresh and 0 done)

Merged error: 45.4b

localize43.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

39.7b
(+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))
0.3b
(/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))) (* 3 a))
0.3b
(* (* 3 a) c)
0.2b
(- (* b b) (* (* 3 a) c))

rewrite64.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 72
Calls

4 calls. Slowest were:

36.0ms
(/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))) (* 3 a))
20.0ms
(+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))
4.0ms
(- (* b b) (* (* 3 a) c))

series207.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

87.0ms
(/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))) (* 3 a))
65.0ms
(+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))
38.0ms
(- (* b b) (* (* 3 a) c))
17.0ms
(* (* 3 a) c)

simplify1.9s

Counts
34 → 84
Calls

34 calls. Slowest were:

444.0ms
(- (* (- b) (- b)) (* (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))))
211.0ms
(+ (pow (- b) 3) (pow (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))) 3))
165.0ms
(/ (* (* (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))) (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))) (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))) (* (* (* 3 a) (* 3 a)) (* 3 a)))

prune846.0ms

Pruning

5 alts after pruning (5 fresh and 0 done)

Merged error: 0.3b

localize13.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

0.4b
(/ (* 3 (* c a)) (* (* 3 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))))
0.3b
(* 3 (* c a))
0.3b
(* (* 3 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))))
0.3b
(* (* 3 a) c)

rewrite39.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 117
Calls

4 calls. Slowest were:

18.0ms
(/ (* 3 (* c a)) (* (* 3 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))))
16.0ms
(* (* 3 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))))
2.0ms
(* (* 3 a) c)

series257.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

138.0ms
(/ (* 3 (* c a)) (* (* 3 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))))
90.0ms
(* (* 3 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))))
19.0ms
(* (* 3 a) c)
10.0ms
(* 3 (* c a))

simplify19.1s

Counts
84 → 129
Calls

84 calls. Slowest were:

2.1s
(/ (* (* (* 3 (* c a)) (* 3 (* c a))) (* 3 (* c a))) (* (* (* (* 3 a) (* 3 a)) (* 3 a)) (* (* (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))))))
1.8s
(/ (* (* (* 3 (* c a)) (* 3 (* c a))) (* 3 (* c a))) (* (* (* (* 3 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))) (* (* 3 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))))) (* (* 3 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))))))
489.0ms
(+ (* (- b) (- b)) (+ (* (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))) (* (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))))

prune1.7s

Pruning

10 alts after pruning (10 fresh and 0 done)

Merged error: 0b

localize6.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

0.4b
(/ (* (* 3 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))) (* c a))
0.3b
(/ 3 (/ (* (* 3 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))) (* c a)))
0.3b
(* (* 3 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))))
0.3b
(* (* 3 a) c)

rewrite56.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 124
Calls

4 calls. Slowest were:

27.0ms
(* (* 3 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))))
24.0ms
(/ (* (* 3 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))) (* c a))
2.0ms
(* (* 3 a) c)

series318.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

128.0ms
(/ 3 (/ (* (* 3 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))) (* c a)))
94.0ms
(/ (* (* 3 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))) (* c a))
86.0ms
(* (* 3 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))))
11.0ms
(* (* 3 a) c)

simplify16.7s

Counts
90 → 136
Calls

90 calls. Slowest were:

582.0ms
(/ (* (* (* (* 3 a) (* 3 a)) (* 3 a)) (* (* (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))))) (* (* (* c a) (* c a)) (* c a)))
497.0ms
(+ (* (- b) (- b)) (+ (* (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))) (* (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))))
423.0ms
(* (* 3 a) (fma (- (cbrt (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))) (* (cbrt (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))) (cbrt (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))) (* (cbrt (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))) (* (cbrt (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c)))) (cbrt (sqrt (- (* b b) (* (* 3 a) c))))))))

prune1.7s

Pruning

9 alts after pruning (9 fresh and 0 done)

Merged error: 0b

localize28.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

0.3b
(* c 1/3)
0.3b
(/ (/ 3 1) (/ (- (- b) (sqrt (fma -3 (* c a) (* b b)))) (* c 1/3)))
0.3b
(/ (- (- b) (sqrt (fma -3 (* c a) (* b b)))) (* c 1/3))
0.2b
(fma -3 (* c a) (* b b))

rewrite25.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 122
Calls

4 calls. Slowest were:

14.0ms
(/ (- (- b) (sqrt (fma -3 (* c a) (* b b)))) (* c 1/3))
8.0ms
(/ (/ 3 1) (/ (- (- b) (sqrt (fma -3 (* c a) (* b b)))) (* c 1/3)))
0.0ms
(fma -3 (* c a) (* b b))

series212.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

86.0ms
(/ (- (- b) (sqrt (fma -3 (* c a) (* b b)))) (* c 1/3))
76.0ms
(/ (/ 3 1) (/ (- (- b) (sqrt (fma -3 (* c a) (* b b)))) (* c 1/3)))
41.0ms
(fma -3 (* c a) (* b b))
7.0ms
(* c 1/3)

simplify6.7s

Counts
130 → 134
Calls

130 calls. Slowest were:

328.0ms
(- (* (- b) (- b)) (* (sqrt (fma -3 (* c a) (* b b))) (sqrt (fma -3 (* c a) (* b b)))))
285.0ms
(- (log (/ 3 1)) (log (/ (- (- b) (sqrt (fma -3 (* c a) (* b b)))) (* c 1/3))))
219.0ms
(- (log (/ 3 1)) (- (log (- (- b) (sqrt (fma -3 (* c a) (* b b))))) (log (* c 1/3))))

prune1.6s

Pruning

8 alts after pruning (7 fresh and 1 done)

Merged error: 0b

regimes295.0ms

Accuracy

0% (0.1b remaining)

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

bsearch3.0ms

end0.0ms

sample5.3s

Algorithm
intervals