Average Error: 20.3 → 8.4
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Precision: binary64
\[[t, a]=\mathsf{sort}([t, a])\]
\[\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(\left(z \cdot 4\right) \cdot t\right) \cdot a\right) + b}{z \cdot c} \]
↓
\[\begin{array}{l} t_1 := \frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(\left(z \cdot 4\right) \cdot t\right) \cdot a\right) + b}{z \cdot c}\\ \mathbf{if}\;t_1 \leq -1.3921068142651162 \cdot 10^{+304}:\\ \;\;\;\;\frac{\mathsf{fma}\left(t, a \cdot -4, \frac{\mathsf{fma}\left(x, 9 \cdot y, b\right)}{z}\right)}{c}\\ \mathbf{elif}\;t_1 \leq -7.238214746991445 \cdot 10^{-144}:\\ \;\;\;\;t_1\\ \mathbf{elif}\;t_1 \leq 228032089090567.38:\\ \;\;\;\;\frac{\mathsf{fma}\left(9, \frac{x \cdot y}{z}, \frac{b}{z}\right) - 4 \cdot \left(t \cdot a\right)}{c}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\left(\frac{b}{z \cdot c} + 9 \cdot \frac{x \cdot y}{z \cdot c}\right) - 4 \cdot \frac{t \cdot a}{c}\\ \end{array} \]
\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}
t_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}\\
\mathbf{if}\;t_1 \leq -1.3921068142651162 \cdot 10^{+304}:\\
\;\;\;\;\frac{\mathsf{fma}\left(t, a \cdot -4, \frac{\mathsf{fma}\left(x, 9 \cdot y, b\right)}{z}\right)}{c}\\

\mathbf{elif}\;t_1 \leq -7.238214746991445 \cdot 10^{-144}:\\
\;\;\;\;t_1\\

\mathbf{elif}\;t_1 \leq 228032089090567.38:\\
\;\;\;\;\frac{\mathsf{fma}\left(9, \frac{x \cdot y}{z}, \frac{b}{z}\right) - 4 \cdot \left(t \cdot a\right)}{c}\\

\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;\left(\frac{b}{z \cdot c} + 9 \cdot \frac{x \cdot y}{z \cdot c}\right) - 4 \cdot \frac{t \cdot a}{c}\\


\end{array}

(FPCore (x y z t a b c)
 :precision binary64
 (/ (+ (- (* (* x 9.0) y) (* (* (* z 4.0) t) a)) b) (* z c)))
↓
(FPCore (x y z t a b c)
 :precision binary64
 (let* ((t_1 (/ (+ (- (* (* x 9.0) y) (* (* (* z 4.0) t) a)) b) (* z c))))
   (if (<= t_1 -1.3921068142651162e+304)
     (/ (fma t (* a -4.0) (/ (fma x (* 9.0 y) b) z)) c)
     (if (<= t_1 -7.238214746991445e-144)
       t_1
       (if (<= t_1 228032089090567.38)
         (/ (- (fma 9.0 (/ (* x y) z) (/ b z)) (* 4.0 (* t a))) c)
         (-
          (+ (/ b (* z c)) (* 9.0 (/ (* x y) (* z c))))
          (* 4.0 (/ (* t a) 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 t_1 = ((((x * 9.0) * y) - (((z * 4.0) * t) * a)) + b) / (z * c);
	double tmp;
	if (t_1 <= -1.3921068142651162e+304) {
		tmp = fma(t, (a * -4.0), (fma(x, (9.0 * y), b) / z)) / c;
	} else if (t_1 <= -7.238214746991445e-144) {
		tmp = t_1;
	} else if (t_1 <= 228032089090567.38) {
		tmp = (fma(9.0, ((x * y) / z), (b / z)) - (4.0 * (t * a))) / c;
	} else {
		tmp = ((b / (z * c)) + (9.0 * ((x * y) / (z * c)))) - (4.0 * ((t * a) / c));
	}
	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

Target

Original20.3
Target14.4
Herbie8.4
\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(\left(z \cdot 4\right) \cdot t\right) \cdot a\right) + b}{z \cdot c} < -1.100156740804105 \cdot 10^{-171}:\\ \;\;\;\;\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(z \cdot 4\right) \cdot \left(t \cdot a\right)\right) + b}{z \cdot c}\\ \mathbf{elif}\;\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(\left(z \cdot 4\right) \cdot t\right) \cdot a\right) + b}{z \cdot c} < 0:\\ \;\;\;\;\frac{\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(\left(z \cdot 4\right) \cdot t\right) \cdot a\right) + b}{z}}{c}\\ \mathbf{elif}\;\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(\left(z \cdot 4\right) \cdot t\right) \cdot a\right) + b}{z \cdot c} < 1.1708877911747488 \cdot 10^{-53}:\\ \;\;\;\;\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(z \cdot 4\right) \cdot \left(t \cdot a\right)\right) + b}{z \cdot c}\\ \mathbf{elif}\;\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(\left(z \cdot 4\right) \cdot t\right) \cdot a\right) + b}{z \cdot c} < 2.876823679546137 \cdot 10^{+130}:\\ \;\;\;\;\left(\left(9 \cdot \frac{y}{c}\right) \cdot \frac{x}{z} + \frac{b}{c \cdot z}\right) - 4 \cdot \frac{a \cdot t}{c}\\ \mathbf{elif}\;\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(\left(z \cdot 4\right) \cdot t\right) \cdot a\right) + b}{z \cdot c} < 1.3838515042456319 \cdot 10^{+158}:\\ \;\;\;\;\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(z \cdot 4\right) \cdot \left(t \cdot a\right)\right) + b}{z \cdot c}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\left(9 \cdot \left(\frac{y}{c \cdot z} \cdot x\right) + \frac{b}{c \cdot z}\right) - 4 \cdot \frac{a \cdot t}{c}\\ \end{array} \]

Derivation

  1. Split input into 4 regimes

  2. if (/.f64 (+.f64 (-.f64 (*.f64 (*.f64 x 9) y) (*.f64 (*.f64 (*.f64 z 4) t) a)) b) (*.f64 z c)) < -1.39210681426511624e304

    1. Initial program 61.8

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

    2. Simplified23.5

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

    3. Applied *-un-lft-identity_binary6423.5

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{1 \cdot \mathsf{fma}\left(t, a \cdot -4, \frac{\mathsf{fma}\left(x, 9 \cdot y, b\right)}{z}\right)}}{c} \]

    if -1.39210681426511624e304 < (/.f64 (+.f64 (-.f64 (*.f64 (*.f64 x 9) y) (*.f64 (*.f64 (*.f64 z 4) t) a)) b) (*.f64 z c)) < -7.23821474699144461e-144

    1. Initial program 0.6

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

    if -7.23821474699144461e-144 < (/.f64 (+.f64 (-.f64 (*.f64 (*.f64 x 9) y) (*.f64 (*.f64 (*.f64 z 4) t) a)) b) (*.f64 z c)) < 228032089090567.38

    1. Initial program 16.6

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

    2. Simplified1.0

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

    3. Applied clear-num_binary641.6

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{1}{\frac{c}{\mathsf{fma}\left(t, a \cdot -4, \frac{\mathsf{fma}\left(x, 9 \cdot y, b\right)}{z}\right)}}} \]

    4. Simplified1.5

      \[\leadsto \frac{1}{\color{blue}{\frac{c}{\mathsf{fma}\left(a, t \cdot -4, \frac{\mathsf{fma}\left(9, y \cdot x, b\right)}{z}\right)}}} \]

    5. Taylor expanded in c around -inf 1.0

      \[\leadsto \color{blue}{-1 \cdot \frac{4 \cdot \left(a \cdot t\right) - \left(9 \cdot \frac{y \cdot x}{z} + \frac{b}{z}\right)}{c}} \]

    6. Simplified1.0

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

    if 228032089090567.38 < (/.f64 (+.f64 (-.f64 (*.f64 (*.f64 x 9) y) (*.f64 (*.f64 (*.f64 z 4) t) a)) b) (*.f64 z c))

    1. Initial program 29.3

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

    2. Simplified20.2

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

    3. Taylor expanded in t around 0 15.8

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

  4. Final simplification8.4

    \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(\left(z \cdot 4\right) \cdot t\right) \cdot a\right) + b}{z \cdot c} \leq -1.3921068142651162 \cdot 10^{+304}:\\ \;\;\;\;\frac{\mathsf{fma}\left(t, a \cdot -4, \frac{\mathsf{fma}\left(x, 9 \cdot y, b\right)}{z}\right)}{c}\\ \mathbf{elif}\;\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(\left(z \cdot 4\right) \cdot t\right) \cdot a\right) + b}{z \cdot c} \leq -7.238214746991445 \cdot 10^{-144}:\\ \;\;\;\;\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(\left(z \cdot 4\right) \cdot t\right) \cdot a\right) + b}{z \cdot c}\\ \mathbf{elif}\;\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(\left(z \cdot 4\right) \cdot t\right) \cdot a\right) + b}{z \cdot c} \leq 228032089090567.38:\\ \;\;\;\;\frac{\mathsf{fma}\left(9, \frac{x \cdot y}{z}, \frac{b}{z}\right) - 4 \cdot \left(t \cdot a\right)}{c}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\left(\frac{b}{z \cdot c} + 9 \cdot \frac{x \cdot y}{z \cdot c}\right) - 4 \cdot \frac{t \cdot a}{c}\\ \end{array} \]

Reproduce

herbie shell --seed 2021280 
(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 9.0) y) (* (* (* z 4.0) t) a)) b) (* z c)) -1.100156740804105e-171) (/ (+ (- (* (* x 9.0) y) (* (* z 4.0) (* t a))) b) (* z c)) (if (< (/ (+ (- (* (* x 9.0) y) (* (* (* z 4.0) t) a)) b) (* z c)) 0.0) (/ (/ (+ (- (* (* x 9.0) y) (* (* (* z 4.0) t) a)) b) z) c) (if (< (/ (+ (- (* (* x 9.0) y) (* (* (* z 4.0) t) a)) b) (* z c)) 1.1708877911747488e-53) (/ (+ (- (* (* x 9.0) y) (* (* z 4.0) (* t a))) b) (* z c)) (if (< (/ (+ (- (* (* x 9.0) y) (* (* (* z 4.0) t) a)) b) (* z c)) 2.876823679546137e+130) (- (+ (* (* 9.0 (/ y c)) (/ x z)) (/ b (* c z))) (* 4.0 (/ (* a t) c))) (if (< (/ (+ (- (* (* x 9.0) y) (* (* (* z 4.0) t) a)) b) (* z c)) 1.3838515042456319e+158) (/ (+ (- (* (* x 9.0) y) (* (* z 4.0) (* t a))) b) (* z c)) (- (+ (* 9.0 (* (/ y (* c z)) x)) (/ b (* c z))) (* 4.0 (/ (* a t) c))))))))

  (/ (+ (- (* (* x 9.0) y) (* (* (* z 4.0) t) a)) b) (* z c)))