Average Error: 52.2 → 0.1
Time: 42.1s
Precision: 64
Internal Precision: 128
\[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a}\]
\[\frac{2 \cdot c}{\left(-b\right) - \sqrt{(\left(a \cdot c\right) \cdot -4 + \left(b \cdot b\right))_*}}\]

Error

Bits error versus a

Bits error versus b

Bits error versus c

Derivation

  1. Initial program 52.2

    \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a}\]
  2. Using strategy rm
  3. Applied flip-+52.2

    \[\leadsto \frac{\color{blue}{\frac{\left(-b\right) \cdot \left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c} \cdot \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{\left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}}}{2 \cdot a}\]
  4. Applied associate-/l/52.2

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\left(-b\right) \cdot \left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c} \cdot \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{\left(2 \cdot a\right) \cdot \left(\left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}\right)}}\]
  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 times-frac0.5

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

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

    \[\leadsto \frac{2}{a} \cdot \color{blue}{\frac{c \cdot a}{\left(-b\right) - \sqrt{(-4 \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}}\]
  10. Using strategy rm
  11. Applied pow10.5

    \[\leadsto \frac{2}{a} \cdot \color{blue}{{\left(\frac{c \cdot a}{\left(-b\right) - \sqrt{(-4 \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}\right)}^{1}}\]
  12. Applied pow10.5

    \[\leadsto \color{blue}{{\left(\frac{2}{a}\right)}^{1}} \cdot {\left(\frac{c \cdot a}{\left(-b\right) - \sqrt{(-4 \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}\right)}^{1}\]
  13. Applied pow-prod-down0.5

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

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

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

Reproduce

herbie shell --seed 2019007 +o rules:numerics
(FPCore (a b c)
  :name "Quadratic roots, wide range"
  :pre (and (< 4.930380657631324e-32 a 2.028240960365167e+31) (< 4.930380657631324e-32 b 2.028240960365167e+31) (< 4.930380657631324e-32 c 2.028240960365167e+31))
  (/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))) (* 2 a)))

Details

Time bar (total: 41.3s)Debug log

sample752.0ms

Algorithm
intervals

simplify102.0ms

Counts
1 → 1
Calls

1 calls. Slowest were:

101.0ms
(/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))) (* 2 a))

prune40.0ms

Pruning

2 alts after pruning (2 fresh and 0 done)

Merged error: 53.5b

localize50.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

28.5b
(+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))
0.1b
(- (* b b) (* (* 4 a) c))
0.1b
(/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))) (* 2 a))
0.0b
(sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))

rewrite55.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 77
Calls

4 calls. Slowest were:

24.0ms
(/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))) (* 2 a))
15.0ms
(+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))
5.0ms
(- (* b b) (* (* 4 a) c))

series277.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

103.0ms
(/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))) (* 2 a))
66.0ms
(sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))
66.0ms
(+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))
41.0ms
(- (* b b) (* (* 4 a) c))

simplify2.5s

Counts
40 → 89
Calls

40 calls. Slowest were:

417.0ms
(- (* (- b) (- b)) (* (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))))
395.0ms
(sqrt (- (pow (* b b) 3) (pow (* (* 4 a) c) 3)))
175.0ms
(sqrt (- (* (* b b) (* b b)) (* (* (* 4 a) c) (* (* 4 a) c))))

prune1.0s

Pruning

3 alts after pruning (3 fresh and 0 done)

Merged error: 0.1b

localize29.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

0.3b
(/ (* 4 (* c a)) (* (* 2 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))))
0.1b
(- (* b b) (* (* 4 a) c))
0.0b
(sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))
0.0b
(* (* 2 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))))

rewrite41.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 127
Calls

4 calls. Slowest were:

19.0ms
(/ (* 4 (* c a)) (* (* 2 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))))
15.0ms
(* (* 2 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))))
3.0ms
(sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))

series323.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

142.0ms
(/ (* 4 (* c a)) (* (* 2 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))))
72.0ms
(* (* 2 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))))
67.0ms
(sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))
41.0ms
(- (* b b) (* (* 4 a) c))

simplify17.2s

Counts
93 → 139
Calls

93 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)))))))
919.0ms
(/ (* (* (* 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)))))))
450.0ms
(sqrt (- (pow (* b b) 3) (pow (* (* 4 a) c) 3)))

prune1.7s

Pruning

6 alts after pruning (6 fresh and 0 done)

Merged error: 0.0b

localize6.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

0.3b
(/ 4 (/ (* (* 2 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))) (* c a)))
0.3b
(/ (* (* 2 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))) (* c a))
0.1b
(- (* b b) (* (* 4 a) c))
0.0b
(sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))

rewrite31.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 71
Calls

4 calls. Slowest were:

19.0ms
(/ (* (* 2 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))) (* c a))
6.0ms
(sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))
5.0ms
(- (* b b) (* (* 4 a) c))

series345.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

138.0ms
(/ 4 (/ (* (* 2 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))) (* c a)))
100.0ms
(/ (* (* 2 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))) (* c a))
62.0ms
(sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))
45.0ms
(- (* b b) (* (* 4 a) c))

simplify4.4s

Counts
36 → 83
Calls

36 calls. Slowest were:

840.0ms
(/ (* (* (* (* 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)))))) (* (* (* c a) (* c a)) (* c a)))
456.0ms
(/ (* (* (* (* 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)))))) (* (* (* c a) (* c a)) (* c a)))
355.0ms
(sqrt (- (pow (* b b) 3) (pow (* (* 4 a) c) 3)))

prune1.2s

Pruning

6 alts after pruning (5 fresh and 1 done)

Merged error: 0.0b

localize34.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

0.4b
(* (/ 2 a) (/ (* c a) (- (- b) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b))))))
0.3b
(/ (* c a) (- (- b) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b)))))
0.1b
(fma -4 (* c a) (* b b))
0.0b
(sqrt (fma -4 (* c a) (* b b)))

rewrite28.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 87
Calls

4 calls. Slowest were:

19.0ms
(* (/ 2 a) (/ (* c a) (- (- b) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b))))))
7.0ms
(/ (* c a) (- (- b) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b)))))
1.0ms
(sqrt (fma -4 (* c a) (* b b)))

series346.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

136.0ms
(/ (* c a) (- (- b) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b)))))
112.0ms
(* (/ 2 a) (/ (* c a) (- (- b) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b))))))
55.0ms
(sqrt (fma -4 (* c a) (* b b)))
42.0ms
(fma -4 (* c a) (* b b))

simplify3.1s

Counts
61 → 99
Calls

61 calls. Slowest were:

512.0ms
(+ (* (- b) (- b)) (+ (* (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b))) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b)))) (* (- b) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b))))))
488.0ms
(+ (* (- b) (- b)) (+ (* (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b))) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b)))) (* (- b) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b))))))
259.0ms
(+ (log (/ 2 a)) (- (log (* c a)) (log (- (- b) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b)))))))

prune1.1s

Pruning

6 alts after pruning (5 fresh and 1 done)

Merged error: 0b

regimes183.0ms

Accuracy

0% (0.1b remaining)

Error of 0.1b against oracle of 0.0b and baseline of 0.1b

bsearch2.0ms

end0.0ms

sample6.4s

Algorithm
intervals