Average Error: 52.3 → 50.6
Time: 48.2s
Precision: 64
Internal Precision: 128
\[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(3 \cdot a\right) \cdot c}}{3 \cdot a}\]
↓
\[\frac{(\left(\sqrt{\sqrt{{\left((-3 \cdot \left(a \cdot c\right) + \left(b \cdot b\right))_*\right)}^{\frac{1}{3}} \cdot \sqrt[3]{(\left(-3 \cdot c\right) \cdot a + \left(b \cdot b\right))_* \cdot (\left(-3 \cdot c\right) \cdot a + \left(b \cdot b\right))_*}}}\right) \cdot \left(\sqrt{\sqrt{(-3 \cdot \left(a \cdot c\right) + \left(b \cdot b\right))_*}}\right) + \left(-b\right))_*}{3 \cdot a}\]

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-sqrt52.1

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

  5. Applied fma-neg51.6

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

  7. Applied add-cbrt-cube51.6

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

  9. Applied pow1/351.0

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

  11. Applied unpow-prod-down51.0

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

  12. Simplified50.6

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

  13. Final simplification50.6

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

Reproduce

herbie shell --seed 2019091 +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)))