Data.Colour.Matrix:determinant from colour-2.3.3, A

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Precision: 64

Math

\[\left(x \cdot \left(y \cdot z - t \cdot a\right) - b \cdot \left(c \cdot z - t \cdot i\right)\right) + j \cdot \left(c \cdot a - y \cdot i\right)\]

↓

\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;x \le 2.1690370237060838 \cdot 10^{98}:\\ \;\;\;\;\left(\left(\left(x \cdot y\right) \cdot z + {\left(-1 \cdot \left(a \cdot \left(x \cdot t\right)\right)\right)}^{1}\right) - b \cdot \left(c \cdot z - t \cdot i\right)\right) + \left(\sqrt[3]{j \cdot \left(c \cdot a - y \cdot i\right)} \cdot \sqrt[3]{j \cdot \left(c \cdot a - y \cdot i\right)}\right) \cdot \sqrt[3]{j \cdot \left(c \cdot a - y \cdot i\right)}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\left(x \cdot \left(y \cdot z - t \cdot a\right) - b \cdot \left(c \cdot z - t \cdot i\right)\right) + \left(j \cdot \left(\sqrt[3]{c \cdot a - y \cdot i} \cdot \sqrt[3]{c \cdot a - y \cdot i}\right)\right) \cdot \sqrt[3]{c \cdot a - y \cdot i}\\ \end{array}\]

C

double code(double x, double y, double z, double t, double a, double b, double c, double i, double j) {
	return (((x * ((y * z) - (t * a))) - (b * ((c * z) - (t * i)))) + (j * ((c * a) - (y * i))));
}

↓

double code(double x, double y, double z, double t, double a, double b, double c, double i, double j) {
	double VAR;
	if ((x <= 2.169037023706084e+98)) {
		VAR = (((((x * y) * z) + pow((-1.0 * (a * (x * t))), 1.0)) - (b * ((c * z) - (t * i)))) + ((cbrt((j * ((c * a) - (y * i)))) * cbrt((j * ((c * a) - (y * i))))) * cbrt((j * ((c * a) - (y * i))))));
	} else {
		VAR = (((x * ((y * z) - (t * a))) - (b * ((c * z) - (t * i)))) + ((j * (cbrt(((c * a) - (y * i))) * cbrt(((c * a) - (y * i))))) * cbrt(((c * a) - (y * i)))));
	}
	return VAR;
}

Error

Bits error versus x

Bits error versus y

Bits error versus z

Bits error versus t

Bits error versus a

Bits error versus b

Bits error versus c

Bits error versus i

Bits error versus j

Target

Original	12.3
Target	20.1
Herbie	11.5

\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;x \lt -1.46969429677770502 \cdot 10^{-64}:\\ \;\;\;\;\left(x \cdot \left(y \cdot z - t \cdot a\right) - \frac{b \cdot \left({\left(c \cdot z\right)}^{2} - {\left(t \cdot i\right)}^{2}\right)}{c \cdot z + t \cdot i}\right) + j \cdot \left(c \cdot a - y \cdot i\right)\\ \mathbf{elif}\;x \lt 3.2113527362226803 \cdot 10^{-147}:\\ \;\;\;\;\left(b \cdot i - x \cdot a\right) \cdot t - \left(z \cdot \left(c \cdot b\right) - j \cdot \left(c \cdot a - y \cdot i\right)\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\left(x \cdot \left(y \cdot z - t \cdot a\right) - \frac{b \cdot \left({\left(c \cdot z\right)}^{2} - {\left(t \cdot i\right)}^{2}\right)}{c \cdot z + t \cdot i}\right) + j \cdot \left(c \cdot a - y \cdot i\right)\\ \end{array}\]

Derivation

1. Split input into 2 regimes

2. if x < 2.169037023706084e+98

   1. Initial program 12.8

      \[\left(x \cdot \left(y \cdot z - t \cdot a\right) - b \cdot \left(c \cdot z - t \cdot i\right)\right) + j \cdot \left(c \cdot a - y \cdot i\right)\]
   2. Using strategy rm

   3. Applied sub-neg 12.8

      \[\leadsto \left(x \cdot \color{blue}{\left(y \cdot z + \left(-t \cdot a\right)\right)} - b \cdot \left(c \cdot z - t \cdot i\right)\right) + j \cdot \left(c \cdot a - y \cdot i\right)\]

   4. Applied distribute-lft-in 12.8

      \[\leadsto \left(\color{blue}{\left(x \cdot \left(y \cdot z\right) + x \cdot \left(-t \cdot a\right)\right)} - b \cdot \left(c \cdot z - t \cdot i\right)\right) + j \cdot \left(c \cdot a - y \cdot i\right)\]
   5. Using strategy rm

   6. Applied pow1 12.8

      \[\leadsto \left(\left(x \cdot \left(y \cdot z\right) + x \cdot \color{blue}{{\left(-t \cdot a\right)}^{1}}\right) - b \cdot \left(c \cdot z - t \cdot i\right)\right) + j \cdot \left(c \cdot a - y \cdot i\right)\]

   7. Applied pow1 12.8

      \[\leadsto \left(\left(x \cdot \left(y \cdot z\right) + \color{blue}{{x}^{1}} \cdot {\left(-t \cdot a\right)}^{1}\right) - b \cdot \left(c \cdot z - t \cdot i\right)\right) + j \cdot \left(c \cdot a - y \cdot i\right)\]

   8. Applied pow-prod-down 12.8

      \[\leadsto \left(\left(x \cdot \left(y \cdot z\right) + \color{blue}{{\left(x \cdot \left(-t \cdot a\right)\right)}^{1}}\right) - b \cdot \left(c \cdot z - t \cdot i\right)\right) + j \cdot \left(c \cdot a - y \cdot i\right)\]

   9. Simplified 12.2

      \[\leadsto \left(\left(x \cdot \left(y \cdot z\right) + {\color{blue}{\left(-1 \cdot \left(a \cdot \left(x \cdot t\right)\right)\right)}}^{1}\right) - b \cdot \left(c \cdot z - t \cdot i\right)\right) + j \cdot \left(c \cdot a - y \cdot i\right)\]
   10. Using strategy rm

   11. Applied associate-*r* 11.6

       \[\leadsto \left(\left(\color{blue}{\left(x \cdot y\right) \cdot z} + {\left(-1 \cdot \left(a \cdot \left(x \cdot t\right)\right)\right)}^{1}\right) - b \cdot \left(c \cdot z - t \cdot i\right)\right) + j \cdot \left(c \cdot a - y \cdot i\right)\]
   12. Using strategy rm

   13. Applied add-cube-cbrt 11.9

       \[\leadsto \left(\left(\left(x \cdot y\right) \cdot z + {\left(-1 \cdot \left(a \cdot \left(x \cdot t\right)\right)\right)}^{1}\right) - b \cdot \left(c \cdot z - t \cdot i\right)\right) + \color{blue}{\left(\sqrt[3]{j \cdot \left(c \cdot a - y \cdot i\right)} \cdot \sqrt[3]{j \cdot \left(c \cdot a - y \cdot i\right)}\right) \cdot \sqrt[3]{j \cdot \left(c \cdot a - y \cdot i\right)}}\]

   if 2.169037023706084e+98 < x

   1. Initial program 8.3

      \[\left(x \cdot \left(y \cdot z - t \cdot a\right) - b \cdot \left(c \cdot z - t \cdot i\right)\right) + j \cdot \left(c \cdot a - y \cdot i\right)\]
   2. Using strategy rm

   3. Applied add-cube-cbrt 8.5

      \[\leadsto \left(x \cdot \left(y \cdot z - t \cdot a\right) - b \cdot \left(c \cdot z - t \cdot i\right)\right) + j \cdot \color{blue}{\left(\left(\sqrt[3]{c \cdot a - y \cdot i} \cdot \sqrt[3]{c \cdot a - y \cdot i}\right) \cdot \sqrt[3]{c \cdot a - y \cdot i}\right)}\]

   4. Applied associate-*r* 8.5

      \[\leadsto \left(x \cdot \left(y \cdot z - t \cdot a\right) - b \cdot \left(c \cdot z - t \cdot i\right)\right) + \color{blue}{\left(j \cdot \left(\sqrt[3]{c \cdot a - y \cdot i} \cdot \sqrt[3]{c \cdot a - y \cdot i}\right)\right) \cdot \sqrt[3]{c \cdot a - y \cdot i}}\]
3. Recombined 2 regimes into one program.

4. Final simplification 11.5

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;x \le 2.1690370237060838 \cdot 10^{98}:\\ \;\;\;\;\left(\left(\left(x \cdot y\right) \cdot z + {\left(-1 \cdot \left(a \cdot \left(x \cdot t\right)\right)\right)}^{1}\right) - b \cdot \left(c \cdot z - t \cdot i\right)\right) + \left(\sqrt[3]{j \cdot \left(c \cdot a - y \cdot i\right)} \cdot \sqrt[3]{j \cdot \left(c \cdot a - y \cdot i\right)}\right) \cdot \sqrt[3]{j \cdot \left(c \cdot a - y \cdot i\right)}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\left(x \cdot \left(y \cdot z - t \cdot a\right) - b \cdot \left(c \cdot z - t \cdot i\right)\right) + \left(j \cdot \left(\sqrt[3]{c \cdot a - y \cdot i} \cdot \sqrt[3]{c \cdot a - y \cdot i}\right)\right) \cdot \sqrt[3]{c \cdot a - y \cdot i}\\ \end{array}\]

Reproduce

herbie shell --seed 2020078 
(FPCore (x y z t a b c i j)
  :name "Data.Colour.Matrix:determinant from colour-2.3.3, A"
  :precision binary64

  :herbie-target
  (if (< x -1.469694296777705e-64) (+ (- (* x (- (* y z) (* t a))) (/ (* b (- (pow (* c z) 2) (pow (* t i) 2))) (+ (* c z) (* t i)))) (* j (- (* c a) (* y i)))) (if (< x 3.2113527362226803e-147) (- (* (- (* b i) (* x a)) t) (- (* z (* c b)) (* j (- (* c a) (* y i))))) (+ (- (* x (- (* y z) (* t a))) (/ (* b (- (pow (* c z) 2) (pow (* t i) 2))) (+ (* c z) (* t i)))) (* j (- (* c a) (* y i))))))

  (+ (- (* x (- (* y z) (* t a))) (* b (- (* c z) (* t i)))) (* j (- (* c a) (* y i)))))