Average Error: 52.3 → 50.5
Time: 1.3m
Precision: 64
Internal Precision: 128
\[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}}{3 \cdot a}\]
↓
\[\frac{(\left(\sqrt{\sqrt{(-3 \cdot \left(a \cdot c\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}\right) \cdot \left(\sqrt{\sqrt{\sqrt[3]{(c \cdot \left(-3 \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_* \cdot (c \cdot \left(-3 \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*} \cdot {\left(\sqrt[3]{\left((-3 \cdot \left(a \cdot c\right) + \left(b \cdot b\right))_* \cdot (-3 \cdot \left(a \cdot c\right) + \left(b \cdot b\right))_*\right) \cdot (-3 \cdot \left(a \cdot c\right) + \left(b \cdot b\right))_*}\right)}^{\frac{1}{3}}}}\right) + \left(-b\right))_*}{3 \cdot a}\]

Error

Bits error versus a

Bits error versus b

Bits error versus c

Bits error versus d

Derivation

  1. Initial program 52.3

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

  2. Simplified52.3

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\sqrt{(-3 \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*} - b}{3 \cdot a}}\]
  3. Using strategy rm

  4. Applied add-sqr-sqrt52.3

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

  5. Applied sqrt-prod52.1

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

  6. Applied fma-neg51.5

    \[\leadsto \frac{\color{blue}{(\left(\sqrt{\sqrt{(-3 \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}\right) \cdot \left(\sqrt{\sqrt{(-3 \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}\right) + \left(-b\right))_*}}{3 \cdot a}\]
  7. Using strategy rm

  8. Applied add-cbrt-cube51.5

    \[\leadsto \frac{(\left(\sqrt{\sqrt{(-3 \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}\right) \cdot \left(\sqrt{\sqrt{\color{blue}{\sqrt[3]{\left((-3 \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_* \cdot (-3 \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*\right) \cdot (-3 \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}}}\right) + \left(-b\right))_*}{3 \cdot a}\]
  9. Using strategy rm

  10. Applied pow1/350.9

    \[\leadsto \frac{(\left(\sqrt{\sqrt{(-3 \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}\right) \cdot \left(\sqrt{\sqrt{\color{blue}{{\left(\left((-3 \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_* \cdot (-3 \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*\right) \cdot (-3 \cdot \left(c \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*\right)}^{\frac{1}{3}}}}}\right) + \left(-b\right))_*}{3 \cdot a}\]
  11. Using strategy rm

  12. Applied add-cube-cbrt50.9

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

  13. Applied unpow-prod-down50.9

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

  14. Simplified50.5

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

  15. Final simplification50.5

    \[\leadsto \frac{(\left(\sqrt{\sqrt{(-3 \cdot \left(a \cdot c\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}\right) \cdot \left(\sqrt{\sqrt{\sqrt[3]{(c \cdot \left(-3 \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_* \cdot (c \cdot \left(-3 \cdot a\right) + \left(b \cdot b\right))_*} \cdot {\left(\sqrt[3]{\left((-3 \cdot \left(a \cdot c\right) + \left(b \cdot b\right))_* \cdot (-3 \cdot \left(a \cdot c\right) + \left(b \cdot b\right))_*\right) \cdot (-3 \cdot \left(a \cdot c\right) + \left(b \cdot b\right))_*}\right)}^{\frac{1}{3}}}}\right) + \left(-b\right))_*}{3 \cdot a}\]

Reproduce

herbie shell --seed 2019072 +o rules:numerics
(FPCore (a b c d)
  :name "Cubic critical, 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) (* (* 3 a) c)))) (* 3 a)))