Diagrams.Solve.Polynomial:cubForm from diagrams-solve-0.1, E

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Math

\[\left(\left(\left(\left(\left(\left(x \cdot 18\right) \cdot y\right) \cdot z\right) \cdot t - \left(a \cdot 4\right) \cdot t\right) + b \cdot c\right) - \left(x \cdot 4\right) \cdot i\right) - \left(j \cdot 27\right) \cdot k\]

↓

\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;z \le -24694289992.637722 \lor \neg \left(z \le 9.08093554736774664 \cdot 10^{-57}\right):\\ \;\;\;\;\left(\left(\left(\left(z \cdot 18\right) \cdot \left(\left(x \cdot y\right) \cdot t\right) - 4 \cdot \left(t \cdot a\right)\right) + b \cdot c\right) - \left(x \cdot 4\right) \cdot i\right) - j \cdot \left(27 \cdot k\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\left(\left(\left(x \cdot \left(\left(\left(18 \cdot y\right) \cdot z\right) \cdot t\right) - \left(a \cdot 4\right) \cdot t\right) + b \cdot c\right) - \left(x \cdot 4\right) \cdot i\right) - \left(j \cdot 27\right) \cdot k\\ \end{array}\]

C

double code(double x, double y, double z, double t, double a, double b, double c, double i, double j, double k) {
	return ((((((((x * 18.0) * y) * z) * t) - ((a * 4.0) * t)) + (b * c)) - ((x * 4.0) * i)) - ((j * 27.0) * k));
}

↓

double code(double x, double y, double z, double t, double a, double b, double c, double i, double j, double k) {
	double VAR;
	if (((z <= -24694289992.637722) || !(z <= 9.080935547367747e-57))) {
		VAR = ((((((z * 18.0) * ((x * y) * t)) - (4.0 * (t * a))) + (b * c)) - ((x * 4.0) * i)) - (j * (27.0 * k)));
	} else {
		VAR = (((((x * (((18.0 * y) * z) * t)) - ((a * 4.0) * t)) + (b * c)) - ((x * 4.0) * i)) - ((j * 27.0) * k));
	}
	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

Bits error versus k

Target

Original	5.7
Target	1.7
Herbie	1.7

\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;t \lt -1.6210815397541398 \cdot 10^{-69}:\\ \;\;\;\;\left(\left(18 \cdot t\right) \cdot \left(\left(x \cdot y\right) \cdot z\right) - \left(a \cdot t + i \cdot x\right) \cdot 4\right) - \left(\left(k \cdot j\right) \cdot 27 - c \cdot b\right)\\ \mathbf{elif}\;t \lt 165.680279438052224:\\ \;\;\;\;\left(\left(18 \cdot y\right) \cdot \left(x \cdot \left(z \cdot t\right)\right) - \left(a \cdot t + i \cdot x\right) \cdot 4\right) + \left(c \cdot b - 27 \cdot \left(k \cdot j\right)\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\left(\left(18 \cdot t\right) \cdot \left(\left(x \cdot y\right) \cdot z\right) - \left(a \cdot t + i \cdot x\right) \cdot 4\right) - \left(\left(k \cdot j\right) \cdot 27 - c \cdot b\right)\\ \end{array}\]

Derivation

1. Split input into 2 regimes

2. if z < -24694289992.637722 or 9.080935547367747e-57 < z

   1. Initial program 7.0

      \[\left(\left(\left(\left(\left(\left(x \cdot 18\right) \cdot y\right) \cdot z\right) \cdot t - \left(a \cdot 4\right) \cdot t\right) + b \cdot c\right) - \left(x \cdot 4\right) \cdot i\right) - \left(j \cdot 27\right) \cdot k\]
   2. Using strategy rm

   3. Applied *-commutative 7.0

      \[\leadsto \left(\left(\left(\color{blue}{\left(z \cdot \left(\left(x \cdot 18\right) \cdot y\right)\right)} \cdot t - \left(a \cdot 4\right) \cdot t\right) + b \cdot c\right) - \left(x \cdot 4\right) \cdot i\right) - \left(j \cdot 27\right) \cdot k\]

   4. Applied associate-*l* 2.2

      \[\leadsto \left(\left(\left(\color{blue}{z \cdot \left(\left(\left(x \cdot 18\right) \cdot y\right) \cdot t\right)} - \left(a \cdot 4\right) \cdot t\right) + b \cdot c\right) - \left(x \cdot 4\right) \cdot i\right) - \left(j \cdot 27\right) \cdot k\]

   5. Taylor expanded around 0 2.1

      \[\leadsto \left(\left(\left(z \cdot \left(\left(\left(x \cdot 18\right) \cdot y\right) \cdot t\right) - \color{blue}{4 \cdot \left(t \cdot a\right)}\right) + b \cdot c\right) - \left(x \cdot 4\right) \cdot i\right) - \left(j \cdot 27\right) \cdot k\]
   6. Using strategy rm

   7. Applied *-commutative 2.1

      \[\leadsto \left(\left(\left(z \cdot \left(\left(\color{blue}{\left(18 \cdot x\right)} \cdot y\right) \cdot t\right) - 4 \cdot \left(t \cdot a\right)\right) + b \cdot c\right) - \left(x \cdot 4\right) \cdot i\right) - \left(j \cdot 27\right) \cdot k\]

   8. Applied associate-*l* 2.1

      \[\leadsto \left(\left(\left(z \cdot \left(\color{blue}{\left(18 \cdot \left(x \cdot y\right)\right)} \cdot t\right) - 4 \cdot \left(t \cdot a\right)\right) + b \cdot c\right) - \left(x \cdot 4\right) \cdot i\right) - \left(j \cdot 27\right) \cdot k\]

   9. Applied associate-*l* 2.1

      \[\leadsto \left(\left(\left(z \cdot \color{blue}{\left(18 \cdot \left(\left(x \cdot y\right) \cdot t\right)\right)} - 4 \cdot \left(t \cdot a\right)\right) + b \cdot c\right) - \left(x \cdot 4\right) \cdot i\right) - \left(j \cdot 27\right) \cdot k\]

   10. Applied associate-*r* 2.3

       \[\leadsto \left(\left(\left(\color{blue}{\left(z \cdot 18\right) \cdot \left(\left(x \cdot y\right) \cdot t\right)} - 4 \cdot \left(t \cdot a\right)\right) + b \cdot c\right) - \left(x \cdot 4\right) \cdot i\right) - \left(j \cdot 27\right) \cdot k\]
   11. Using strategy rm

   12. Applied associate-*l* 2.3

       \[\leadsto \left(\left(\left(\left(z \cdot 18\right) \cdot \left(\left(x \cdot y\right) \cdot t\right) - 4 \cdot \left(t \cdot a\right)\right) + b \cdot c\right) - \left(x \cdot 4\right) \cdot i\right) - \color{blue}{j \cdot \left(27 \cdot k\right)}\]

   if -24694289992.637722 < z < 9.080935547367747e-57

   1. Initial program 4.6

      \[\left(\left(\left(\left(\left(\left(x \cdot 18\right) \cdot y\right) \cdot z\right) \cdot t - \left(a \cdot 4\right) \cdot t\right) + b \cdot c\right) - \left(x \cdot 4\right) \cdot i\right) - \left(j \cdot 27\right) \cdot k\]
   2. Using strategy rm

   3. Applied associate-*l* 4.7

      \[\leadsto \left(\left(\left(\left(\color{blue}{\left(x \cdot \left(18 \cdot y\right)\right)} \cdot z\right) \cdot t - \left(a \cdot 4\right) \cdot t\right) + b \cdot c\right) - \left(x \cdot 4\right) \cdot i\right) - \left(j \cdot 27\right) \cdot k\]

   4. Applied associate-*l* 1.4

      \[\leadsto \left(\left(\left(\color{blue}{\left(x \cdot \left(\left(18 \cdot y\right) \cdot z\right)\right)} \cdot t - \left(a \cdot 4\right) \cdot t\right) + b \cdot c\right) - \left(x \cdot 4\right) \cdot i\right) - \left(j \cdot 27\right) \cdot k\]

   5. Applied associate-*l* 1.2

      \[\leadsto \left(\left(\left(\color{blue}{x \cdot \left(\left(\left(18 \cdot y\right) \cdot z\right) \cdot t\right)} - \left(a \cdot 4\right) \cdot t\right) + b \cdot c\right) - \left(x \cdot 4\right) \cdot i\right) - \left(j \cdot 27\right) \cdot k\]
3. Recombined 2 regimes into one program.

4. Final simplification 1.7

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;z \le -24694289992.637722 \lor \neg \left(z \le 9.08093554736774664 \cdot 10^{-57}\right):\\ \;\;\;\;\left(\left(\left(\left(z \cdot 18\right) \cdot \left(\left(x \cdot y\right) \cdot t\right) - 4 \cdot \left(t \cdot a\right)\right) + b \cdot c\right) - \left(x \cdot 4\right) \cdot i\right) - j \cdot \left(27 \cdot k\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\left(\left(\left(x \cdot \left(\left(\left(18 \cdot y\right) \cdot z\right) \cdot t\right) - \left(a \cdot 4\right) \cdot t\right) + b \cdot c\right) - \left(x \cdot 4\right) \cdot i\right) - \left(j \cdot 27\right) \cdot k\\ \end{array}\]

Reproduce

herbie shell --seed 2020078 
(FPCore (x y z t a b c i j k)
  :name "Diagrams.Solve.Polynomial:cubForm  from diagrams-solve-0.1, E"
  :precision binary64

  :herbie-target
  (if (< t -1.6210815397541398e-69) (- (- (* (* 18 t) (* (* x y) z)) (* (+ (* a t) (* i x)) 4)) (- (* (* k j) 27) (* c b))) (if (< t 165.68027943805222) (+ (- (* (* 18 y) (* x (* z t))) (* (+ (* a t) (* i x)) 4)) (- (* c b) (* 27 (* k j)))) (- (- (* (* 18 t) (* (* x y) z)) (* (+ (* a t) (* i x)) 4)) (- (* (* k j) 27) (* c b)))))

  (- (- (+ (- (* (* (* (* x 18) y) z) t) (* (* a 4) t)) (* b c)) (* (* x 4) i)) (* (* j 27) k)))