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Precision: binary64
\[\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(\left(z \cdot 4\right) \cdot t\right) \cdot a\right) + b}{z \cdot c} \]
↓
\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;z \leq -5.624504260144903 \cdot 10^{-62}:\\ \;\;\;\;\frac{\mathsf{fma}\left(t, a \cdot -4, \frac{9 \cdot \left(y \cdot x\right) + b}{z}\right)}{c}\\ \mathbf{elif}\;z \leq 2.2481237932582964 \cdot 10^{-19}:\\ \;\;\;\;\frac{b + \left(y \cdot \left(9 \cdot x\right) - a \cdot \left(t \cdot \left(z \cdot 4\right)\right)\right)}{z \cdot c}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\frac{\mathsf{fma}\left(a, t \cdot -4, \frac{\mathsf{fma}\left(9, y \cdot x, b\right)}{z}\right)}{c}\\ \end{array} \]
\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}
\mathbf{if}\;z \leq -5.624504260144903 \cdot 10^{-62}:\\
\;\;\;\;\frac{\mathsf{fma}\left(t, a \cdot -4, \frac{9 \cdot \left(y \cdot x\right) + b}{z}\right)}{c}\\

\mathbf{elif}\;z \leq 2.2481237932582964 \cdot 10^{-19}:\\
\;\;\;\;\frac{b + \left(y \cdot \left(9 \cdot x\right) - a \cdot \left(t \cdot \left(z \cdot 4\right)\right)\right)}{z \cdot c}\\

\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;\frac{\mathsf{fma}\left(a, t \cdot -4, \frac{\mathsf{fma}\left(9, y \cdot x, b\right)}{z}\right)}{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
 (if (<= z -5.624504260144903e-62)
   (/ (fma t (* a -4.0) (/ (+ (* 9.0 (* y x)) b) z)) c)
   (if (<= z 2.2481237932582964e-19)
     (/ (+ b (- (* y (* 9.0 x)) (* a (* t (* z 4.0))))) (* z c))
     (/ (fma a (* t -4.0) (/ (fma 9.0 (* y x) b) z)) 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 tmp;
	if (z <= -5.624504260144903e-62) {
		tmp = fma(t, (a * -4.0), (((9.0 * (y * x)) + b) / z)) / c;
	} else if (z <= 2.2481237932582964e-19) {
		tmp = (b + ((y * (9.0 * x)) - (a * (t * (z * 4.0))))) / (z * c);
	} else {
		tmp = fma(a, (t * -4.0), (fma(9.0, (y * x), b) / z)) / 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

Original20.5
Target14.3
Herbie8.2
\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(\left(z \cdot 4\right) \cdot t\right) \cdot a\right) + b}{z \cdot c} < -1.100156740804105 \cdot 10^{-171}:\\ \;\;\;\;\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(z \cdot 4\right) \cdot \left(t \cdot a\right)\right) + b}{z \cdot c}\\ \mathbf{elif}\;\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(\left(z \cdot 4\right) \cdot t\right) \cdot a\right) + b}{z \cdot c} < 0:\\ \;\;\;\;\frac{\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(\left(z \cdot 4\right) \cdot t\right) \cdot a\right) + b}{z}}{c}\\ \mathbf{elif}\;\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(\left(z \cdot 4\right) \cdot t\right) \cdot a\right) + b}{z \cdot c} < 1.1708877911747488 \cdot 10^{-53}:\\ \;\;\;\;\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(z \cdot 4\right) \cdot \left(t \cdot a\right)\right) + b}{z \cdot c}\\ \mathbf{elif}\;\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(\left(z \cdot 4\right) \cdot t\right) \cdot a\right) + b}{z \cdot c} < 2.876823679546137 \cdot 10^{+130}:\\ \;\;\;\;\left(\left(9 \cdot \frac{y}{c}\right) \cdot \frac{x}{z} + \frac{b}{c \cdot z}\right) - 4 \cdot \frac{a \cdot t}{c}\\ \mathbf{elif}\;\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(\left(z \cdot 4\right) \cdot t\right) \cdot a\right) + b}{z \cdot c} < 1.3838515042456319 \cdot 10^{+158}:\\ \;\;\;\;\frac{\left(\left(x \cdot 9\right) \cdot y - \left(z \cdot 4\right) \cdot \left(t \cdot a\right)\right) + b}{z \cdot c}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\left(9 \cdot \left(\frac{y}{c \cdot z} \cdot x\right) + \frac{b}{c \cdot z}\right) - 4 \cdot \frac{a \cdot t}{c}\\ \end{array} \]

Derivation

  1. Split input into 3 regimes

  2. if z < -5.62450426014490289e-62

    1. Initial program 26.4

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

    2. Simplified9.2

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

    3. Applied frac-2neg_binary649.2

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

    4. Simplified9.2

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

    5. Taylor expanded in z around 0 9.2

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

    if -5.62450426014490289e-62 < z < 2.24812379325829636e-19

    1. Initial program 5.8

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

    if 2.24812379325829636e-19 < z

    1. Initial program 28.4

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

    2. Simplified9.4

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

    3. Applied *-un-lft-identity_binary649.4

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

    4. Applied *-un-lft-identity_binary649.4

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

    5. Applied times-frac_binary649.4

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

    6. Simplified9.4

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

    7. Simplified9.4

      \[\leadsto 1 \cdot \color{blue}{\frac{\mathsf{fma}\left(a, t \cdot -4, \frac{\mathsf{fma}\left(9, y \cdot x, b\right)}{z}\right)}{c}} \]
  3. Recombined 3 regimes into one program.

  4. Final simplification8.2

    \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;z \leq -5.624504260144903 \cdot 10^{-62}:\\ \;\;\;\;\frac{\mathsf{fma}\left(t, a \cdot -4, \frac{9 \cdot \left(y \cdot x\right) + b}{z}\right)}{c}\\ \mathbf{elif}\;z \leq 2.2481237932582964 \cdot 10^{-19}:\\ \;\;\;\;\frac{b + \left(y \cdot \left(9 \cdot x\right) - a \cdot \left(t \cdot \left(z \cdot 4\right)\right)\right)}{z \cdot c}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\frac{\mathsf{fma}\left(a, t \cdot -4, \frac{\mathsf{fma}\left(9, y \cdot x, b\right)}{z}\right)}{c}\\ \end{array} \]

Reproduce

herbie shell --seed 2022077 
(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)))