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

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Math

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

↓

\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;t \le -6.08335225107627983 \cdot 10^{-33}:\\ \;\;\;\;t \cdot \left(\left(\left(x \cdot 18\right) \cdot y\right) \cdot z - a \cdot 4\right) + \left(b \cdot c - \left(\left(x \cdot 4\right) \cdot i + \left(\sqrt[3]{\left(j \cdot 27\right) \cdot k} \cdot \sqrt[3]{\left(j \cdot 27\right) \cdot k}\right) \cdot \sqrt[3]{\left(j \cdot 27\right) \cdot k}\right)\right)\\ \mathbf{elif}\;t \le 2.11917748355629525 \cdot 10^{-168}:\\ \;\;\;\;t \cdot \left(0 - a \cdot 4\right) + \left(b \cdot c - \left(\left(x \cdot 4\right) \cdot i + j \cdot \left(27 \cdot k\right)\right)\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\left(t \cdot \left(\sqrt[3]{\left(\left(x \cdot 18\right) \cdot y\right) \cdot z - a \cdot 4} \cdot \sqrt[3]{\left(\left(x \cdot 18\right) \cdot y\right) \cdot z - a \cdot 4}\right)\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(x \cdot 18\right) \cdot y\right) \cdot z - a \cdot 4} + \left(b \cdot c - \left(\left(x \cdot 4\right) \cdot i + \left(j \cdot 27\right) \cdot k\right)\right)\\ \end{array}\]

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 ((t <= -6.08335225107628e-33)) {
		VAR = ((t * ((((x * 18.0) * y) * z) - (a * 4.0))) + ((b * c) - (((x * 4.0) * i) + ((cbrt(((j * 27.0) * k)) * cbrt(((j * 27.0) * k))) * cbrt(((j * 27.0) * k))))));
	} else {
		double VAR_1;
		if ((t <= 2.1191774835562953e-168)) {
			VAR_1 = ((t * (0.0 - (a * 4.0))) + ((b * c) - (((x * 4.0) * i) + (j * (27.0 * k)))));
		} else {
			VAR_1 = (((t * (cbrt(((((x * 18.0) * y) * z) - (a * 4.0))) * cbrt(((((x * 18.0) * y) * z) - (a * 4.0))))) * cbrt(((((x * 18.0) * y) * z) - (a * 4.0)))) + ((b * c) - (((x * 4.0) * i) + ((j * 27.0) * k))));
		}
		VAR = VAR_1;
	}
	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	5.4
Target	1.6
Herbie	4.5

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

Derivation

1. Split input into 3 regimes

2. if t < -6.08335225107628e-33

   1. Initial program 2.1

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

   2. Simplified 2.1

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

   4. Applied add-cube-cbrt 2.3

      \[\leadsto t \cdot \left(\left(\left(x \cdot 18\right) \cdot y\right) \cdot z - a \cdot 4\right) + \left(b \cdot c - \left(\left(x \cdot 4\right) \cdot i + \color{blue}{\left(\sqrt[3]{\left(j \cdot 27\right) \cdot k} \cdot \sqrt[3]{\left(j \cdot 27\right) \cdot k}\right) \cdot \sqrt[3]{\left(j \cdot 27\right) \cdot k}}\right)\right)\]

   if -6.08335225107628e-33 < t < 2.1191774835562953e-168

   1. Initial program 8.4

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

   2. Simplified 8.4

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

   4. Applied associate-*l* 8.4

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

   5. Taylor expanded around 0 6.0

      \[\leadsto t \cdot \left(\color{blue}{0} - a \cdot 4\right) + \left(b \cdot c - \left(\left(x \cdot 4\right) \cdot i + j \cdot \left(27 \cdot k\right)\right)\right)\]

   if 2.1191774835562953e-168 < t

   1. Initial program 3.7

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

   2. Simplified 3.7

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

   4. Applied add-cube-cbrt 4.1

      \[\leadsto t \cdot \color{blue}{\left(\left(\sqrt[3]{\left(\left(x \cdot 18\right) \cdot y\right) \cdot z - a \cdot 4} \cdot \sqrt[3]{\left(\left(x \cdot 18\right) \cdot y\right) \cdot z - a \cdot 4}\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(x \cdot 18\right) \cdot y\right) \cdot z - a \cdot 4}\right)} + \left(b \cdot c - \left(\left(x \cdot 4\right) \cdot i + \left(j \cdot 27\right) \cdot k\right)\right)\]

   5. Applied associate-*r* 4.1

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

4. Final simplification 4.5

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;t \le -6.08335225107627983 \cdot 10^{-33}:\\ \;\;\;\;t \cdot \left(\left(\left(x \cdot 18\right) \cdot y\right) \cdot z - a \cdot 4\right) + \left(b \cdot c - \left(\left(x \cdot 4\right) \cdot i + \left(\sqrt[3]{\left(j \cdot 27\right) \cdot k} \cdot \sqrt[3]{\left(j \cdot 27\right) \cdot k}\right) \cdot \sqrt[3]{\left(j \cdot 27\right) \cdot k}\right)\right)\\ \mathbf{elif}\;t \le 2.11917748355629525 \cdot 10^{-168}:\\ \;\;\;\;t \cdot \left(0 - a \cdot 4\right) + \left(b \cdot c - \left(\left(x \cdot 4\right) \cdot i + j \cdot \left(27 \cdot k\right)\right)\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\left(t \cdot \left(\sqrt[3]{\left(\left(x \cdot 18\right) \cdot y\right) \cdot z - a \cdot 4} \cdot \sqrt[3]{\left(\left(x \cdot 18\right) \cdot y\right) \cdot z - a \cdot 4}\right)\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(x \cdot 18\right) \cdot y\right) \cdot z - a \cdot 4} + \left(b \cdot c - \left(\left(x \cdot 4\right) \cdot i + \left(j \cdot 27\right) \cdot k\right)\right)\\ \end{array}\]

Reproduce

herbie shell --seed 2020091 
(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)))