Average Error: 28.7 → 0.4
Time: 44.6s
Precision: 64
Internal Precision: 128
\[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a}\]
\[\left(2 \cdot c\right) \cdot \frac{1}{\left(-b\right) - \sqrt{(\left(a \cdot c\right) \cdot -4 + \left(b \cdot b\right))_*}}\]

Error

Bits error versus a

Bits error versus b

Bits error versus c

Derivation

  1. Initial program 28.7

    \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a}\]
  2. Using strategy rm
  3. Applied flip-+28.8

    \[\leadsto \frac{\color{blue}{\frac{\left(-b\right) \cdot \left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c} \cdot \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{\left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}}}{2 \cdot a}\]
  4. Applied associate-/l/28.8

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\left(-b\right) \cdot \left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c} \cdot \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{\left(2 \cdot a\right) \cdot \left(\left(-b\right) - \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}\right)}}\]
  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. Simplified0.3

    \[\leadsto {\color{blue}{\left(\frac{2 \cdot c}{\left(-b\right) - \sqrt{(\left(c \cdot a\right) \cdot -4 + \left(b \cdot b\right))_*}}\right)}}^{1}\]
  15. Using strategy rm
  16. Applied div-inv0.4

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

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

Reproduce

herbie shell --seed 2019007 +o rules:numerics
(FPCore (a b c)
  :name "Quadratic roots, 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: 43.5s)Debug log

sample212.0ms

Algorithm
intervals

simplify87.0ms

Counts
1 → 1
Calls

1 calls. Slowest were:

87.0ms
(/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))) (* 2 a))

prune13.0ms

Pruning

2 alts after pruning (2 fresh and 0 done)

Merged error: 28.6b

localize42.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

28.5b
(+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))
0.2b
(/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))) (* 2 a))
0.2b
(- (* 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:

22.0ms
(/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))) (* 2 a))
6.0ms
(+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))
3.0ms
(sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))

series211.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

76.0ms
(/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))) (* 2 a))
46.0ms
(+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))
45.0ms
(sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))
44.0ms
(- (* b b) (* (* 4 a) c))

simplify2.6s

Counts
40 → 89
Calls

40 calls. Slowest were:

385.0ms
(- (* (- b) (- b)) (* (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))))
326.0ms
(sqrt (- (pow (* b b) 3) (pow (* (* 4 a) c) 3)))
172.0ms
(sqrt (- (* (* b b) (* b b)) (* (* (* 4 a) c) (* (* 4 a) c))))

prune1.1s

Pruning

6 alts after pruning (6 fresh and 0 done)

Merged error: 0.4b

localize16.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

0.4b
(/ (* 4 (* c a)) (* (* 2 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))))
0.3b
(* (* 2 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))))
0.2b
(- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))
0.2b
(- (* b b) (* (* 4 a) c))

rewrite52.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 157
Calls

4 calls. Slowest were:

20.0ms
(* (* 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))))))

series315.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

135.0ms
(/ (* 4 (* c a)) (* (* 2 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))))
87.0ms
(* (* 2 a) (- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))))
60.0ms
(- (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))
32.0ms
(- (* b b) (* (* 4 a) c))

simplify19.7s

Counts
143 → 169
Calls

143 calls. Slowest were:

1.2s
(/ (* (* (* 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)))))))
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)))))))
409.0ms
(+ (* (- b) (- b)) (+ (* (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c)))) (* (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4 a) c))))))

prune2.1s

Pruning

9 alts after pruning (9 fresh and 0 done)

Merged error: 0.0b

localize35.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

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

rewrite40.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 119
Calls

4 calls. Slowest were:

16.0ms
(* (/ 2 a) (/ (* c a) (- (- b) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b))))))
12.0ms
(/ (* c a) (- (- b) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b)))))
8.0ms
(- (- b) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b))))

series375.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

174.0ms
(/ (* c a) (- (- b) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b)))))
97.0ms
(* (/ 2 a) (/ (* c a) (- (- b) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b))))))
56.0ms
(- (- b) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b))))
47.0ms
(fma -4 (* c a) (* b b))

simplify4.9s

Counts
113 → 131
Calls

113 calls. Slowest were:

509.0ms
(+ (* (- b) (- b)) (+ (* (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b))) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b)))) (* (- b) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b))))))
410.0ms
(+ (* (- b) (- b)) (+ (* (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b))) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b)))) (* (- b) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b))))))
233.0ms
(+ (log (/ 2 a)) (- (log (* c a)) (log (- (- b) (sqrt (fma -4 (* c a) (* b b)))))))

prune1.5s

Pruning

9 alts after pruning (8 fresh and 1 done)

Merged error: 0b

localize24.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

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

rewrite14.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 99
Calls

4 calls. Slowest were:

7.0ms
(/ (* 2 c) (- (- b) (sqrt (fma (* c a) -4 (* b b)))))
5.0ms
(- (- b) (sqrt (fma (* c a) -4 (* b b))))
1.0ms
(sqrt (fma (* c a) -4 (* b b)))

series282.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

145.0ms
(/ (* 2 c) (- (- b) (sqrt (fma (* c a) -4 (* b b)))))
57.0ms
(- (- b) (sqrt (fma (* c a) -4 (* b b))))
42.0ms
(sqrt (fma (* c a) -4 (* b b)))
38.0ms
(fma (* c a) -4 (* b b))

simplify3.4s

Counts
94 → 111
Calls

94 calls. Slowest were:

390.0ms
(+ (* (- b) (- b)) (+ (* (sqrt (fma (* c a) -4 (* b b))) (sqrt (fma (* c a) -4 (* b b)))) (* (- b) (sqrt (fma (* c a) -4 (* b b))))))
80.0ms
(fma (- (sqrt (cbrt (fma (* c a) -4 (* b b))))) (sqrt (* (cbrt (fma (* c a) -4 (* b b))) (cbrt (fma (* c a) -4 (* b b))))) (* (sqrt (cbrt (fma (* c a) -4 (* b b)))) (sqrt (* (cbrt (fma (* c a) -4 (* b b))) (cbrt (fma (* c a) -4 (* b b)))))))
75.0ms
(fma 1 (- b) (- (* (sqrt (fma (* c a) -4 (* b b))) 1)))

prune1.3s

Pruning

7 alts after pruning (6 fresh and 1 done)

Merged error: 0b

regimes243.0ms

Accuracy

0% (0.4b remaining)

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

bsearch2.0ms

end0.0ms

sample5.0s

Algorithm
intervals