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

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Precision: binary64

[j k]: =sort([j k])

Math

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

↓

\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;x \leq -3.7826261403800754 \cdot 10^{-28}:\\ \;\;\;\;t \cdot \left(x \cdot \left(\left(18 \cdot y\right) \cdot z\right) - a \cdot 4\right) + \left(b \cdot c - \left(\left(x \cdot 4\right) \cdot i + \left(j \cdot 27\right) \cdot k\right)\right)\\ \mathbf{elif}\;x \leq 3.212136310197952 \cdot 10^{-20}:\\ \;\;\;\;t \cdot \left(z \cdot \left(y \cdot \left(x \cdot 18\right)\right) - a \cdot 4\right) + \left(b \cdot c - \left(\left(x \cdot 4\right) \cdot i + j \cdot \left(27 \cdot k\right)\right)\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\left(b \cdot c - \left(\left(x \cdot 4\right) \cdot i + \left(j \cdot 27\right) \cdot k\right)\right) + t \cdot \left(\left(x \cdot 18\right) \cdot \left(y \cdot z\right) - a \cdot 4\right)\\ \end{array}\]

FPCore

(FPCore (x y z t a b c i j k)
 :precision binary64
 (-
  (-
   (+ (- (* (* (* (* x 18.0) y) z) t) (* (* a 4.0) t)) (* b c))
   (* (* x 4.0) i))
  (* (* j 27.0) k)))

↓

(FPCore (x y z t a b c i j k)
 :precision binary64
 (if (<= x -3.7826261403800754e-28)
   (+
    (* t (- (* x (* (* 18.0 y) z)) (* a 4.0)))
    (- (* b c) (+ (* (* x 4.0) i) (* (* j 27.0) k))))
   (if (<= x 3.212136310197952e-20)
     (+
      (* t (- (* z (* y (* x 18.0))) (* a 4.0)))
      (- (* b c) (+ (* (* x 4.0) i) (* j (* 27.0 k)))))
     (+
      (- (* b c) (+ (* (* x 4.0) i) (* (* j 27.0) k)))
      (* t (- (* (* x 18.0) (* y z)) (* a 4.0)))))))

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 tmp;
	if (x <= -3.7826261403800754e-28) {
		tmp = (t * ((x * ((18.0 * y) * z)) - (a * 4.0))) + ((b * c) - (((x * 4.0) * i) + ((j * 27.0) * k)));
	} else if (x <= 3.212136310197952e-20) {
		tmp = (t * ((z * (y * (x * 18.0))) - (a * 4.0))) + ((b * c) - (((x * 4.0) * i) + (j * (27.0 * k))));
	} else {
		tmp = ((b * c) - (((x * 4.0) * i) + ((j * 27.0) * k))) + (t * (((x * 18.0) * (y * z)) - (a * 4.0)));
	}
	return tmp;
}

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	5.5
Target	1.7
Herbie	3.8

\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;t < -1.6210815397541398 \cdot 10^{-69}:\\ \;\;\;\;\left(\left(18 \cdot t\right) \cdot \left(\left(x \cdot y\right) \cdot z\right) - \left(a \cdot t + i \cdot x\right) \cdot 4\right) - \left(\left(k \cdot j\right) \cdot 27 - c \cdot b\right)\\ \mathbf{elif}\;t < 165.68027943805222:\\ \;\;\;\;\left(\left(18 \cdot y\right) \cdot \left(x \cdot \left(z \cdot t\right)\right) - \left(a \cdot t + i \cdot x\right) \cdot 4\right) + \left(c \cdot b - 27 \cdot \left(k \cdot j\right)\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\left(\left(18 \cdot t\right) \cdot \left(\left(x \cdot y\right) \cdot z\right) - \left(a \cdot t + i \cdot x\right) \cdot 4\right) - \left(\left(k \cdot j\right) \cdot 27 - c \cdot b\right)\\ \end{array}\]

Derivation

1. Split input into 3 regimes

2. if x < -3.78262614038007543e-28

   1. Initial program 10.9

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

   2. Simplified 10.9

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

   4. Applied associate-*l*_binary64_21161 10.8

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

   6. Applied associate-*l*_binary64_21161 6.5

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

   if -3.78262614038007543e-28 < x < 3.21213631019795188e-20

   1. Initial program 1.7

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

   2. Simplified 1.7

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

   4. Applied associate-*l*_binary64_21161 1.7

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

   if 3.21213631019795188e-20 < x

   1. Initial program 11.2

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

   2. Simplified 11.2

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

   4. Applied associate-*l*_binary64_21161 7.1

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

4. Final simplification 3.8

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;x \leq -3.7826261403800754 \cdot 10^{-28}:\\ \;\;\;\;t \cdot \left(x \cdot \left(\left(18 \cdot y\right) \cdot z\right) - a \cdot 4\right) + \left(b \cdot c - \left(\left(x \cdot 4\right) \cdot i + \left(j \cdot 27\right) \cdot k\right)\right)\\ \mathbf{elif}\;x \leq 3.212136310197952 \cdot 10^{-20}:\\ \;\;\;\;t \cdot \left(z \cdot \left(y \cdot \left(x \cdot 18\right)\right) - a \cdot 4\right) + \left(b \cdot c - \left(\left(x \cdot 4\right) \cdot i + j \cdot \left(27 \cdot k\right)\right)\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\left(b \cdot c - \left(\left(x \cdot 4\right) \cdot i + \left(j \cdot 27\right) \cdot k\right)\right) + t \cdot \left(\left(x \cdot 18\right) \cdot \left(y \cdot z\right) - a \cdot 4\right)\\ \end{array}\]

Reproduce

herbie shell --seed 2021007 
(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) (- (- (* (* 18.0 t) (* (* x y) z)) (* (+ (* a t) (* i x)) 4.0)) (- (* (* k j) 27.0) (* c b))) (if (< t 165.68027943805222) (+ (- (* (* 18.0 y) (* x (* z t))) (* (+ (* a t) (* i x)) 4.0)) (- (* c b) (* 27.0 (* k j)))) (- (- (* (* 18.0 t) (* (* x y) z)) (* (+ (* a t) (* i x)) 4.0)) (- (* (* k j) 27.0) (* c b)))))

  (- (- (+ (- (* (* (* (* x 18.0) y) z) t) (* (* a 4.0) t)) (* b c)) (* (* x 4.0) i)) (* (* j 27.0) k)))