Average Error: 0.2 → 0.0
Time: 31.5s
Precision: 64
Internal Precision: 128
\[\left({\left(a \cdot a + b \cdot b\right)}^{2} + 4 \cdot \left(\left(a \cdot a\right) \cdot \left(1 + a\right) + \left(b \cdot b\right) \cdot \left(1 - 3 \cdot a\right)\right)\right) - 1\]
\[\left(4 \cdot \left(\left(a \cdot a\right) \cdot \left(a + 1\right) + \left(1 - a \cdot 3\right) \cdot \left(b \cdot b\right)\right) + \left(\left({\left(a \cdot b\right)}^{2} \cdot 2 + {a}^{4}\right) + {b}^{4}\right)\right) - 1\]

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 pow-prod-down0.0

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

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

Reproduce

herbie shell --seed 2019008 
(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: 31.2s)Debug log

sample238.0ms

Algorithm
intervals

simplify99.0ms

Counts
1 → 1
Calls

1 calls. Slowest were:

99.0ms
(- (+ (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

localize37.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

0.5b
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
0.3b
(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))))))

rewrite42.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 67
Calls

4 calls. Slowest were:

16.0ms
(+ (pow (+ (* a a) (* b b)) 2) (* 4 (+ (* (* a a) (+ 1 a)) (* (* b b) (- 1 (* 3 a))))))
13.0ms
(* (* a a) (+ 1 a))
7.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))

series175.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

94.0ms
(+ (pow (+ (* a a) (* b b)) 2) (* 4 (+ (* (* a a) (+ 1 a)) (* (* b b) (- 1 (* 3 a))))))
34.0ms
(pow (+ (* a a) (* b b)) 2)
25.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
22.0ms
(* (* a a) (+ 1 a))

simplify4.1s

Counts
42 → 79
Calls

42 calls. Slowest were:

855.0ms
(* (* (* (* b b) (* b b)) (* b b)) (* (* (- 1 (* 3 a)) (- 1 (* 3 a))) (- 1 (* 3 a))))
754.0ms
(* (* (* (* a a) (* a a)) (* a a)) (* (* (+ 1 a) (+ 1 a)) (+ 1 a)))
308.0ms
(* 4 (* (* b b) (- 1 (* 3 a))))

prune876.0ms

Pruning

3 alts after pruning (3 fresh and 0 done)

Merged error: 0b

localize63.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

2.4b
(* (pow a 2) (pow b 2))
0.5b
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
0.1b
(* (* a a) (+ 1 a))
0.0b
(* 4 (+ (* (* a a) (+ 1 a)) (* (* b b) (- 1 (* 3 a)))))

rewrite26.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 81
Calls

4 calls. Slowest were:

10.0ms
(* 4 (+ (* (* a a) (+ 1 a)) (* (* b b) (- 1 (* 3 a)))))
7.0ms
(* (pow a 2) (pow b 2))
5.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))

series157.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

53.0ms
(* 4 (+ (* (* a a) (+ 1 a)) (* (* b b) (- 1 (* 3 a)))))
44.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
38.0ms
(* (* a a) (+ 1 a))
22.0ms
(* (pow a 2) (pow b 2))

simplify6.1s

Counts
56 → 93
Calls

56 calls. Slowest were:

826.0ms
(* (* (* (* a a) (* a a)) (* a a)) (* (* (+ 1 a) (+ 1 a)) (+ 1 a)))
554.0ms
(* (+ (* 1 1) (- (* a a) (* 1 a))) (+ (* 1 1) (+ (* (* 3 a) (* 3 a)) (* 1 (* 3 a)))))
451.0ms
(* (* (* (* b b) (* b b)) (* b b)) (* (* (- 1 (* 3 a)) (- 1 (* 3 a))) (- 1 (* 3 a))))

prune1.6s

Pruning

2 alts after pruning (2 fresh and 0 done)

Merged error: 0b

localize19.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

0.5b
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
0.1b
(pow (* a b) 2)
0.1b
(* (* a a) (+ 1 a))
0.0b
(* 4 (+ (* (* a a) (+ 1 a)) (* (* b b) (- 1 (* 3 a)))))

rewrite31.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 71
Calls

4 calls. Slowest were:

22.0ms
(* 4 (+ (* (* a a) (+ 1 a)) (* (* b b) (- 1 (* 3 a)))))
4.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
3.0ms
(* (* a a) (+ 1 a))

series159.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

55.0ms
(* 4 (+ (* (* a a) (+ 1 a)) (* (* b b) (- 1 (* 3 a)))))
41.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
38.0ms
(* (* a a) (+ 1 a))
25.0ms
(pow (* a b) 2)

simplify6.1s

Counts
48 → 83
Calls

48 calls. Slowest were:

819.0ms
(* (* (* (* a a) (* a a)) (* a a)) (* (* (+ 1 a) (+ 1 a)) (+ 1 a)))
552.0ms
(* (+ (* 1 1) (- (* a a) (* 1 a))) (+ (* 1 1) (+ (* (* 3 a) (* 3 a)) (* 1 (* 3 a)))))
435.0ms
(* (* (* (* b b) (* b b)) (* b b)) (* (* (- 1 (* 3 a)) (- 1 (* 3 a))) (- 1 (* 3 a))))

prune1.5s

Pruning

2 alts after pruning (1 fresh and 1 done)

Merged error: 0b

localize18.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

7.6b
(sqrt (+ (* a a) (* b b)))
0.5b
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
0.3b
(* (+ (* a a) (* b b)) (pow (sqrt (+ (* a a) (* b b))) 2))
0.1b
(* (* a a) (+ 1 a))

rewrite41.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 81
Calls

4 calls. Slowest were:

21.0ms
(* (+ (* a a) (* b b)) (pow (sqrt (+ (* a a) (* b b))) 2))
7.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))
7.0ms
(* (* a a) (+ 1 a))

series137.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

39.0ms
(* (+ (* a a) (* b b)) (pow (sqrt (+ (* a a) (* b b))) 2))
38.0ms
(* (* a a) (+ 1 a))
30.0ms
(sqrt (+ (* a a) (* b b)))
29.0ms
(* (* b b) (- 1 (* 3 a)))

simplify3.3s

Counts
58 → 93
Calls

58 calls. Slowest were:

718.0ms
(* (* (* (* a a) (* a a)) (* a a)) (* (* (+ 1 a) (+ 1 a)) (+ 1 a)))
478.0ms
(* (* (* (* b b) (* b b)) (* b b)) (* (* (- 1 (* 3 a)) (- 1 (* 3 a))) (- 1 (* 3 a))))
346.0ms
(* (+ (pow (* a a) 3) (pow (* b b) 3)) (pow (sqrt (+ (* a a) (* b b))) 2))

prune1.5s

Pruning

2 alts after pruning (0 fresh and 2 done)

Merged error: 0b

regimes82.0ms

Accuracy

0% (0.0b remaining)

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

bsearch3.0ms

end0.0ms

sample4.8s

Algorithm
intervals