Average Error: 44.0 → 0.3
Time: 1.2m
Precision: 64
Internal Precision: 128
\[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a}\]
\[\frac{1}{\frac{\left(-b\right) - \sqrt{(-4 \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}{c}} \cdot 2\]

Error

Bits error versus a

Bits error versus b

Bits error versus c

Derivation

  1. Initial program 44.0

    \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a}\]
  2. Using strategy rm
  3. Applied flip-+44.0

    \[\leadsto \frac{\color{blue}{\frac{\left(-b\right) \cdot \left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c} \cdot \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{\left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}}}{2 \cdot a}\]
  4. Applied associate-/l/44.0

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

    \[\leadsto \frac{\color{blue}{4 \cdot \left(c \cdot a\right)}}{\left(2 \cdot a\right) \cdot \left(\left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}\right)}\]
  6. Using strategy rm
  7. Applied associate-/r*0.2

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

    \[\leadsto \frac{\frac{4 \cdot \left(c \cdot a\right)}{2 \cdot a}}{\color{blue}{\left(-b\right) - \sqrt{(\left(a \cdot -4\right) \cdot c + \left(b \cdot b\right))_*}}}\]
  9. Using strategy rm
  10. Applied *-un-lft-identity0.2

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

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

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

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

    \[\leadsto 2 \cdot \color{blue}{\frac{c}{\left(-b\right) - \sqrt{(-4 \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}}\]
  15. Using strategy rm
  16. Applied clear-num0.3

    \[\leadsto 2 \cdot \color{blue}{\frac{1}{\frac{\left(-b\right) - \sqrt{(-4 \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}{c}}}\]
  17. Final simplification0.3

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

Reproduce

herbie shell --seed 2019005 +o rules:numerics
(FPCore (a b c)
  :name "Quadratic roots, 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) (* (* 4 a) c)))) (* 2 a)))

Details

Time bar (total: 1.2m)Debug log

sample208.0ms

Algorithm
intervals

simplify65.0ms

Counts
1 → 1
Calls

1 calls. Slowest were:

65.0ms
(/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))) (* 2 a))

prune25.0ms

Pruning

1 alts after pruning (1 fresh and 0 done)

Merged error: 46.7b

localize22.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

41.6b
(+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))
0.2b
(/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))) (* 2 a))
0.1b
(- (* b b) (* (* 4 a) c))
0.1b
(sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))

rewrite34.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 77
Calls

4 calls. Slowest were:

19.0ms
(/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))) (* 2 a))
8.0ms
(+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))
3.0ms
(sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))

series219.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

83.0ms
(/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))) (* 2 a))
60.0ms
(+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))
49.0ms
(sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))
27.0ms
(- (* b b) (* (* 4 a) c))

simplify2.4s

Counts
40 → 89
Calls

40 calls. Slowest were:

461.0ms
(sqrt (- (pow (* b b) 3) (pow (* (* 4 a) c) 3)))
325.0ms
(- (* (- b) (- b)) (* (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))))
166.0ms
(sqrt (- (* (* b b) (* b b)) (* (* (* 4 a) c) (* (* 4 a) c))))

prune974.0ms

Pruning

4 alts after pruning (4 fresh and 0 done)

Merged error: 0.2b

localize24.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

0.4b
(/ (* 4 (* c a)) (* (* 2 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))))
0.1b
(* (* 2 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))))
0.1b
(- (* b b) (* (* 4 a) c))
0.1b
(- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))

rewrite45.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 157
Calls

4 calls. Slowest were:

15.0ms
(* (* 2 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))))
13.0ms
(- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))
10.0ms
(/ (* 4 (* c a)) (* (* 2 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))))

series314.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

125.0ms
(/ (* 4 (* c a)) (* (* 2 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))))
91.0ms
(* (* 2 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))))
59.0ms
(- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))
39.0ms
(- (* b b) (* (* 4 a) c))

simplify20.5s

Counts
143 → 169
Calls

143 calls. Slowest were:

1.1s
(/ (* (* (* 4 (* c a)) (* 4 (* c a))) (* 4 (* c a))) (* (* (* (* 2 a) (* 2 a)) (* 2 a)) (* (* (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))))))
916.0ms
(/ (* (* (* 4 (* c a)) (* 4 (* c a))) (* 4 (* c a))) (* (* (* (* 2 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))) (* (* 2 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))))) (* (* 2 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))))))
537.0ms
(* (fma (- (cbrt (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))) (* (cbrt (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))) (cbrt (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))) (* (cbrt (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))) (* (cbrt (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))) (cbrt (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))))) (* 2 a))

prune1.9s

Pruning

10 alts after pruning (10 fresh and 0 done)

Merged error: 0.0b

localize16.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

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

rewrite23.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 133
Calls

4 calls. Slowest were:

12.0ms
(/ (/ (* 4 (* c a)) (* 2 a)) (- (- b) (sqrt (fma (* a -4) c (* b b)))))
5.0ms
(- (- b) (sqrt (fma (* a -4) c (* b b))))
4.0ms
(/ (* 4 (* c a)) (* 2 a))

series253.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

136.0ms
(/ (/ (* 4 (* c a)) (* 2 a)) (- (- b) (sqrt (fma (* a -4) c (* b b)))))
65.0ms
(- (- b) (sqrt (fma (* a -4) c (* b b))))
48.0ms
(fma (* a -4) c (* b b))
5.0ms
(/ (* 4 (* c a)) (* 2 a))

simplify35.0s

Counts
149 → 145
Calls

149 calls. Slowest were:

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

prune1.9s

Pruning

7 alts after pruning (7 fresh and 0 done)

Merged error: 0b

localize21.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

0.1b
(fma -4 (* c a) (* b b))
0.1b
(- (- b) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b))))
0.1b
(/ c (- (- b) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b)))))
0.1b
(sqrt (fma -4 (* c a) (* b b)))

rewrite9.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 90
Calls

4 calls. Slowest were:

5.0ms
(- (- b) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b))))
3.0ms
(/ c (- (- b) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b)))))
1.0ms
(sqrt (fma -4 (* c a) (* b b)))

series244.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

96.0ms
(/ c (- (- b) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b)))))
63.0ms
(- (- b) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b))))
51.0ms
(sqrt (fma -4 (* c a) (* b b)))
34.0ms
(fma -4 (* c a) (* b b))

simplify2.9s

Counts
80 → 102
Calls

80 calls. Slowest were:

433.0ms
(+ (* (- b) (- b)) (+ (* (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b))) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b)))) (* (- b) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b))))))
76.0ms
(fma 1 (- b) (- (* (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b))) (sqrt 1))))
74.0ms
(fma 1 (- b) (- (* (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b))) 1)))

prune1.0s

Pruning

6 alts after pruning (6 fresh and 0 done)

Merged error: 0b

regimes181.0ms

Accuracy

0% (0.3b remaining)

Error of 0.3b against oracle of 0.0b and baseline of 0.3b

bsearch2.0ms

end0.0ms

sample5.0s

Algorithm
intervals