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

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Precision: 64

Math

\[\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(\left(z \cdot 4\right) \cdot t\right) \cdot a\right) + b}{z \cdot c}\]

↓

\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;\left(x \cdot 9\right) \cdot y \le -1.69525134755703958 \cdot 10^{239}:\\ \;\;\;\;\left(\frac{b}{z \cdot c} + 9 \cdot \left(\frac{x}{z} \cdot \frac{y}{c}\right)\right) - 4 \cdot \frac{a \cdot t}{c}\\ \mathbf{elif}\;\left(x \cdot 9\right) \cdot y \le 5.2089614375662152 \cdot 10^{249}:\\ \;\;\;\;\left(\frac{b}{z \cdot c} + 9 \cdot \frac{x \cdot y}{z \cdot c}\right) - 4 \cdot \left(\frac{a}{\sqrt[3]{c} \cdot \sqrt[3]{c}} \cdot \frac{t}{\sqrt[3]{c}}\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\left(\frac{b}{z \cdot c} + 9 \cdot \frac{x}{\frac{z \cdot c}{y}}\right) - 4 \cdot \frac{a \cdot t}{c}\\ \end{array}\]

C

double code(double x, double y, double z, double t, double a, double b, double c) {
	return (((((x * 9.0) * y) - (((z * 4.0) * t) * a)) + b) / (z * c));
}

↓

double code(double x, double y, double z, double t, double a, double b, double c) {
	double VAR;
	if ((((x * 9.0) * y) <= -1.6952513475570396e+239)) {
		VAR = (((b / (z * c)) + (9.0 * ((x / z) * (y / c)))) - (4.0 * ((a * t) / c)));
	} else {
		double VAR_1;
		if ((((x * 9.0) * y) <= 5.208961437566215e+249)) {
			VAR_1 = (((b / (z * c)) + (9.0 * ((x * y) / (z * c)))) - (4.0 * ((a / (cbrt(c) * cbrt(c))) * (t / cbrt(c)))));
		} else {
			VAR_1 = (((b / (z * c)) + (9.0 * (x / ((z * c) / y)))) - (4.0 * ((a * t) / c)));
		}
		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

Target

Original	20.7
Target	14.6
Herbie	7.6

\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(\left(z \cdot 4\right) \cdot t\right) \cdot a\right) + b}{z \cdot c} \lt -1.10015674080410512 \cdot 10^{-171}:\\ \;\;\;\;\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(z \cdot 4\right) \cdot \left(t \cdot a\right)\right) + b}{z \cdot c}\\ \mathbf{elif}\;\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(\left(z \cdot 4\right) \cdot t\right) \cdot a\right) + b}{z \cdot c} \lt -0.0:\\ \;\;\;\;\frac{\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(\left(z \cdot 4\right) \cdot t\right) \cdot a\right) + b}{z}}{c}\\ \mathbf{elif}\;\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(\left(z \cdot 4\right) \cdot t\right) \cdot a\right) + b}{z \cdot c} \lt 1.17088779117474882 \cdot 10^{-53}:\\ \;\;\;\;\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(z \cdot 4\right) \cdot \left(t \cdot a\right)\right) + b}{z \cdot c}\\ \mathbf{elif}\;\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(\left(z \cdot 4\right) \cdot t\right) \cdot a\right) + b}{z \cdot c} \lt 2.8768236795461372 \cdot 10^{130}:\\ \;\;\;\;\left(\left(9 \cdot \frac{y}{c}\right) \cdot \frac{x}{z} + \frac{b}{c \cdot z}\right) - 4 \cdot \frac{a \cdot t}{c}\\ \mathbf{elif}\;\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(\left(z \cdot 4\right) \cdot t\right) \cdot a\right) + b}{z \cdot c} \lt 1.3838515042456319 \cdot 10^{158}:\\ \;\;\;\;\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(z \cdot 4\right) \cdot \left(t \cdot a\right)\right) + b}{z \cdot c}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\left(9 \cdot \left(\frac{y}{c \cdot z} \cdot x\right) + \frac{b}{c \cdot z}\right) - 4 \cdot \frac{a \cdot t}{c}\\ \end{array}\]

Derivation

1. Split input into 3 regimes

2. if (* (* x 9.0) y) < -1.6952513475570396e+239

   1. Initial program 46.7

      \[\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(\left(z \cdot 4\right) \cdot t\right) \cdot a\right) + b}{z \cdot c}\]

   2. Taylor expanded around 0 42.5

      \[\leadsto \color{blue}{\left(\frac{b}{z \cdot c} + 9 \cdot \frac{x \cdot y}{z \cdot c}\right) - 4 \cdot \frac{a \cdot t}{c}}\]
   3. Using strategy rm

   4. Applied times-frac 13.8

      \[\leadsto \left(\frac{b}{z \cdot c} + 9 \cdot \color{blue}{\left(\frac{x}{z} \cdot \frac{y}{c}\right)}\right) - 4 \cdot \frac{a \cdot t}{c}\]

   if -1.6952513475570396e+239 < (* (* x 9.0) y) < 5.208961437566215e+249

   1. Initial program 17.3

      \[\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(\left(z \cdot 4\right) \cdot t\right) \cdot a\right) + b}{z \cdot c}\]

   2. Taylor expanded around 0 7.7

      \[\leadsto \color{blue}{\left(\frac{b}{z \cdot c} + 9 \cdot \frac{x \cdot y}{z \cdot c}\right) - 4 \cdot \frac{a \cdot t}{c}}\]
   3. Using strategy rm

   4. Applied add-cube-cbrt 8.0

      \[\leadsto \left(\frac{b}{z \cdot c} + 9 \cdot \frac{x \cdot y}{z \cdot c}\right) - 4 \cdot \frac{a \cdot t}{\color{blue}{\left(\sqrt[3]{c} \cdot \sqrt[3]{c}\right) \cdot \sqrt[3]{c}}}\]

   5. Applied times-frac 6.5

      \[\leadsto \left(\frac{b}{z \cdot c} + 9 \cdot \frac{x \cdot y}{z \cdot c}\right) - 4 \cdot \color{blue}{\left(\frac{a}{\sqrt[3]{c} \cdot \sqrt[3]{c}} \cdot \frac{t}{\sqrt[3]{c}}\right)}\]

   if 5.208961437566215e+249 < (* (* x 9.0) y)

   1. Initial program 48.1

      \[\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(\left(z \cdot 4\right) \cdot t\right) \cdot a\right) + b}{z \cdot c}\]

   2. Taylor expanded around 0 43.7

      \[\leadsto \color{blue}{\left(\frac{b}{z \cdot c} + 9 \cdot \frac{x \cdot y}{z \cdot c}\right) - 4 \cdot \frac{a \cdot t}{c}}\]
   3. Using strategy rm

   4. Applied associate-/l* 18.4

      \[\leadsto \left(\frac{b}{z \cdot c} + 9 \cdot \color{blue}{\frac{x}{\frac{z \cdot c}{y}}}\right) - 4 \cdot \frac{a \cdot t}{c}\]
3. Recombined 3 regimes into one program.

4. Final simplification 7.6

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\left(x \cdot 9\right) \cdot y \le -1.69525134755703958 \cdot 10^{239}:\\ \;\;\;\;\left(\frac{b}{z \cdot c} + 9 \cdot \left(\frac{x}{z} \cdot \frac{y}{c}\right)\right) - 4 \cdot \frac{a \cdot t}{c}\\ \mathbf{elif}\;\left(x \cdot 9\right) \cdot y \le 5.2089614375662152 \cdot 10^{249}:\\ \;\;\;\;\left(\frac{b}{z \cdot c} + 9 \cdot \frac{x \cdot y}{z \cdot c}\right) - 4 \cdot \left(\frac{a}{\sqrt[3]{c} \cdot \sqrt[3]{c}} \cdot \frac{t}{\sqrt[3]{c}}\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\left(\frac{b}{z \cdot c} + 9 \cdot \frac{x}{\frac{z \cdot c}{y}}\right) - 4 \cdot \frac{a \cdot t}{c}\\ \end{array}\]

Reproduce

herbie shell --seed 2020106 
(FPCore (x y z t a b c)
  :name "Diagrams.Solve.Polynomial:cubForm  from diagrams-solve-0.1, J"
  :precision binary64

  :herbie-target
  (if (< (/ (+ (- (* (* x 9) y) (* (* (* z 4) t) a)) b) (* z c)) -1.1001567408041051e-171) (/ (+ (- (* (* x 9) y) (* (* z 4) (* t a))) b) (* z c)) (if (< (/ (+ (- (* (* x 9) y) (* (* (* z 4) t) a)) b) (* z c)) -0.0) (/ (/ (+ (- (* (* x 9) y) (* (* (* z 4) t) a)) b) z) c) (if (< (/ (+ (- (* (* x 9) y) (* (* (* z 4) t) a)) b) (* z c)) 1.1708877911747488e-53) (/ (+ (- (* (* x 9) y) (* (* z 4) (* t a))) b) (* z c)) (if (< (/ (+ (- (* (* x 9) y) (* (* (* z 4) t) a)) b) (* z c)) 2.876823679546137e+130) (- (+ (* (* 9 (/ y c)) (/ x z)) (/ b (* c z))) (* 4 (/ (* a t) c))) (if (< (/ (+ (- (* (* x 9) y) (* (* (* z 4) t) a)) b) (* z c)) 1.3838515042456319e+158) (/ (+ (- (* (* x 9) y) (* (* z 4) (* t a))) b) (* z c)) (- (+ (* 9 (* (/ y (* c z)) x)) (/ b (* c z))) (* 4 (/ (* a t) c))))))))

  (/ (+ (- (* (* x 9) y) (* (* (* z 4) t) a)) b) (* z c)))