
(FPCore (x) :precision binary64 (- (cbrt (+ x 1.0)) (cbrt x)))
double code(double x) {
return cbrt((x + 1.0)) - cbrt(x);
}
public static double code(double x) {
return Math.cbrt((x + 1.0)) - Math.cbrt(x);
}
function code(x) return Float64(cbrt(Float64(x + 1.0)) - cbrt(x)) end
code[x_] := N[(N[Power[N[(x + 1.0), $MachinePrecision], 1/3], $MachinePrecision] - N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\sqrt[3]{x + 1} - \sqrt[3]{x}
\end{array}
Sampling outcomes in binary64 precision:
Herbie found 7 alternatives:
| Alternative | Accuracy | Speedup |
|---|
(FPCore (x) :precision binary64 (- (cbrt (+ x 1.0)) (cbrt x)))
double code(double x) {
return cbrt((x + 1.0)) - cbrt(x);
}
public static double code(double x) {
return Math.cbrt((x + 1.0)) - Math.cbrt(x);
}
function code(x) return Float64(cbrt(Float64(x + 1.0)) - cbrt(x)) end
code[x_] := N[(N[Power[N[(x + 1.0), $MachinePrecision], 1/3], $MachinePrecision] - N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\sqrt[3]{x + 1} - \sqrt[3]{x}
\end{array}
(FPCore (x)
:precision binary64
(if (<= (- (cbrt (+ x 1.0)) (cbrt x)) 1e-10)
(* 0.3333333333333333 (pow (cbrt x) -2.0))
(/
(- (+ x 1.0) x)
(+
(pow (+ x 1.0) 0.6666666666666666)
(+ (pow x 0.6666666666666666) (cbrt (* x (+ x 1.0))))))))
double code(double x) {
double tmp;
if ((cbrt((x + 1.0)) - cbrt(x)) <= 1e-10) {
tmp = 0.3333333333333333 * pow(cbrt(x), -2.0);
} else {
tmp = ((x + 1.0) - x) / (pow((x + 1.0), 0.6666666666666666) + (pow(x, 0.6666666666666666) + cbrt((x * (x + 1.0)))));
}
return tmp;
}
public static double code(double x) {
double tmp;
if ((Math.cbrt((x + 1.0)) - Math.cbrt(x)) <= 1e-10) {
tmp = 0.3333333333333333 * Math.pow(Math.cbrt(x), -2.0);
} else {
tmp = ((x + 1.0) - x) / (Math.pow((x + 1.0), 0.6666666666666666) + (Math.pow(x, 0.6666666666666666) + Math.cbrt((x * (x + 1.0)))));
}
return tmp;
}
function code(x) tmp = 0.0 if (Float64(cbrt(Float64(x + 1.0)) - cbrt(x)) <= 1e-10) tmp = Float64(0.3333333333333333 * (cbrt(x) ^ -2.0)); else tmp = Float64(Float64(Float64(x + 1.0) - x) / Float64((Float64(x + 1.0) ^ 0.6666666666666666) + Float64((x ^ 0.6666666666666666) + cbrt(Float64(x * Float64(x + 1.0)))))); end return tmp end
code[x_] := If[LessEqual[N[(N[Power[N[(x + 1.0), $MachinePrecision], 1/3], $MachinePrecision] - N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision]), $MachinePrecision], 1e-10], N[(0.3333333333333333 * N[Power[N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision], -2.0], $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(N[(N[(x + 1.0), $MachinePrecision] - x), $MachinePrecision] / N[(N[Power[N[(x + 1.0), $MachinePrecision], 0.6666666666666666], $MachinePrecision] + N[(N[Power[x, 0.6666666666666666], $MachinePrecision] + N[Power[N[(x * N[(x + 1.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], 1/3], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;\sqrt[3]{x + 1} - \sqrt[3]{x} \leq 10^{-10}:\\
\;\;\;\;0.3333333333333333 \cdot {\left(\sqrt[3]{x}\right)}^{-2}\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;\frac{\left(x + 1\right) - x}{{\left(x + 1\right)}^{0.6666666666666666} + \left({x}^{0.6666666666666666} + \sqrt[3]{x \cdot \left(x + 1\right)}\right)}\\
\end{array}
\end{array}
if (-.f64 (cbrt.f64 (+.f64 x #s(literal 1 binary64))) (cbrt.f64 x)) < 1.00000000000000004e-10Initial program 4.3%
Taylor expanded in x around inf
*-lowering-*.f64N/A
metadata-evalN/A
associate-*r/N/A
cbrt-lowering-cbrt.f64N/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
/-lowering-/.f64N/A
unpow2N/A
*-lowering-*.f6450.2%
Simplified50.2%
cbrt-divN/A
metadata-evalN/A
inv-powN/A
cbrt-prodN/A
pow2N/A
pow-powN/A
pow-lowering-pow.f64N/A
cbrt-lowering-cbrt.f64N/A
metadata-eval98.4%
Applied egg-rr98.4%
if 1.00000000000000004e-10 < (-.f64 (cbrt.f64 (+.f64 x #s(literal 1 binary64))) (cbrt.f64 x)) Initial program 64.6%
pow1/3N/A
sqr-powN/A
pow2N/A
pow-lowering-pow.f64N/A
pow-lowering-pow.f64N/A
metadata-eval62.8%
Applied egg-rr62.8%
pow-powN/A
metadata-evalN/A
pow1/3N/A
flip3--N/A
/-lowering-/.f64N/A
rem-cube-cbrtN/A
rem-cube-cbrtN/A
--lowering--.f64N/A
+-commutativeN/A
+-lowering-+.f64N/A
+-lowering-+.f64N/A
pow1/3N/A
pow1/3N/A
pow-prod-upN/A
pow-lowering-pow.f64N/A
+-commutativeN/A
+-lowering-+.f64N/A
metadata-evalN/A
Applied egg-rr97.6%
Final simplification98.4%
(FPCore (x) :precision binary64 (* 0.3333333333333333 (pow (cbrt x) -2.0)))
double code(double x) {
return 0.3333333333333333 * pow(cbrt(x), -2.0);
}
public static double code(double x) {
return 0.3333333333333333 * Math.pow(Math.cbrt(x), -2.0);
}
function code(x) return Float64(0.3333333333333333 * (cbrt(x) ^ -2.0)) end
code[x_] := N[(0.3333333333333333 * N[Power[N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision], -2.0], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
0.3333333333333333 \cdot {\left(\sqrt[3]{x}\right)}^{-2}
\end{array}
Initial program 6.6%
Taylor expanded in x around inf
*-lowering-*.f64N/A
metadata-evalN/A
associate-*r/N/A
cbrt-lowering-cbrt.f64N/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
/-lowering-/.f64N/A
unpow2N/A
*-lowering-*.f6450.3%
Simplified50.3%
cbrt-divN/A
metadata-evalN/A
inv-powN/A
cbrt-prodN/A
pow2N/A
pow-powN/A
pow-lowering-pow.f64N/A
cbrt-lowering-cbrt.f64N/A
metadata-eval96.7%
Applied egg-rr96.7%
(FPCore (x) :precision binary64 (if (<= x 1.35e+154) (/ 0.3333333333333333 (cbrt (* x x))) (* 0.3333333333333333 (pow (/ -1.0 (/ -1.0 x)) -0.6666666666666666))))
double code(double x) {
double tmp;
if (x <= 1.35e+154) {
tmp = 0.3333333333333333 / cbrt((x * x));
} else {
tmp = 0.3333333333333333 * pow((-1.0 / (-1.0 / x)), -0.6666666666666666);
}
return tmp;
}
public static double code(double x) {
double tmp;
if (x <= 1.35e+154) {
tmp = 0.3333333333333333 / Math.cbrt((x * x));
} else {
tmp = 0.3333333333333333 * Math.pow((-1.0 / (-1.0 / x)), -0.6666666666666666);
}
return tmp;
}
function code(x) tmp = 0.0 if (x <= 1.35e+154) tmp = Float64(0.3333333333333333 / cbrt(Float64(x * x))); else tmp = Float64(0.3333333333333333 * (Float64(-1.0 / Float64(-1.0 / x)) ^ -0.6666666666666666)); end return tmp end
code[x_] := If[LessEqual[x, 1.35e+154], N[(0.3333333333333333 / N[Power[N[(x * x), $MachinePrecision], 1/3], $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(0.3333333333333333 * N[Power[N[(-1.0 / N[(-1.0 / x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], -0.6666666666666666], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;x \leq 1.35 \cdot 10^{+154}:\\
\;\;\;\;\frac{0.3333333333333333}{\sqrt[3]{x \cdot x}}\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;0.3333333333333333 \cdot {\left(\frac{-1}{\frac{-1}{x}}\right)}^{-0.6666666666666666}\\
\end{array}
\end{array}
if x < 1.35000000000000003e154Initial program 8.5%
Taylor expanded in x around inf
*-lowering-*.f64N/A
metadata-evalN/A
associate-*r/N/A
cbrt-lowering-cbrt.f64N/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
/-lowering-/.f64N/A
unpow2N/A
*-lowering-*.f6495.2%
Simplified95.2%
cbrt-divN/A
metadata-evalN/A
cbrt-prodN/A
un-div-invN/A
/-lowering-/.f64N/A
pow1/3N/A
pow1/3N/A
pow-prod-upN/A
pow-lowering-pow.f64N/A
metadata-eval88.6%
Applied egg-rr88.6%
metadata-evalN/A
pow-prod-upN/A
pow-prod-downN/A
pow1/3N/A
cbrt-lowering-cbrt.f64N/A
*-lowering-*.f6495.3%
Applied egg-rr95.3%
if 1.35000000000000003e154 < x Initial program 4.7%
Taylor expanded in x around inf
*-lowering-*.f64N/A
metadata-evalN/A
associate-*r/N/A
cbrt-lowering-cbrt.f64N/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
/-lowering-/.f64N/A
unpow2N/A
*-lowering-*.f644.7%
Simplified4.7%
*-commutativeN/A
*-lowering-*.f64N/A
pow1/3N/A
inv-powN/A
pow-powN/A
pow2N/A
pow-powN/A
pow-lowering-pow.f64N/A
metadata-evalN/A
metadata-eval89.1%
Applied egg-rr89.1%
pow-to-expN/A
*-commutativeN/A
exp-prodN/A
pow-lowering-pow.f64N/A
exp-lowering-exp.f64N/A
log-lowering-log.f6490.4%
Applied egg-rr90.4%
Taylor expanded in x around -inf
*-commutativeN/A
exp-prodN/A
pow-lowering-pow.f64N/A
mul-1-negN/A
unsub-negN/A
exp-diffN/A
rem-exp-logN/A
rem-exp-logN/A
/-lowering-/.f64N/A
/-lowering-/.f6489.1%
Simplified89.1%
Final simplification92.2%
(FPCore (x) :precision binary64 (if (<= x 1.35e+154) (/ 0.3333333333333333 (cbrt (* x x))) (* 0.3333333333333333 (pow x -0.6666666666666666))))
double code(double x) {
double tmp;
if (x <= 1.35e+154) {
tmp = 0.3333333333333333 / cbrt((x * x));
} else {
tmp = 0.3333333333333333 * pow(x, -0.6666666666666666);
}
return tmp;
}
public static double code(double x) {
double tmp;
if (x <= 1.35e+154) {
tmp = 0.3333333333333333 / Math.cbrt((x * x));
} else {
tmp = 0.3333333333333333 * Math.pow(x, -0.6666666666666666);
}
return tmp;
}
function code(x) tmp = 0.0 if (x <= 1.35e+154) tmp = Float64(0.3333333333333333 / cbrt(Float64(x * x))); else tmp = Float64(0.3333333333333333 * (x ^ -0.6666666666666666)); end return tmp end
code[x_] := If[LessEqual[x, 1.35e+154], N[(0.3333333333333333 / N[Power[N[(x * x), $MachinePrecision], 1/3], $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(0.3333333333333333 * N[Power[x, -0.6666666666666666], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;x \leq 1.35 \cdot 10^{+154}:\\
\;\;\;\;\frac{0.3333333333333333}{\sqrt[3]{x \cdot x}}\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;0.3333333333333333 \cdot {x}^{-0.6666666666666666}\\
\end{array}
\end{array}
if x < 1.35000000000000003e154Initial program 8.5%
Taylor expanded in x around inf
*-lowering-*.f64N/A
metadata-evalN/A
associate-*r/N/A
cbrt-lowering-cbrt.f64N/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
/-lowering-/.f64N/A
unpow2N/A
*-lowering-*.f6495.2%
Simplified95.2%
cbrt-divN/A
metadata-evalN/A
cbrt-prodN/A
un-div-invN/A
/-lowering-/.f64N/A
pow1/3N/A
pow1/3N/A
pow-prod-upN/A
pow-lowering-pow.f64N/A
metadata-eval88.6%
Applied egg-rr88.6%
metadata-evalN/A
pow-prod-upN/A
pow-prod-downN/A
pow1/3N/A
cbrt-lowering-cbrt.f64N/A
*-lowering-*.f6495.3%
Applied egg-rr95.3%
if 1.35000000000000003e154 < x Initial program 4.7%
Taylor expanded in x around inf
*-lowering-*.f64N/A
metadata-evalN/A
associate-*r/N/A
cbrt-lowering-cbrt.f64N/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
/-lowering-/.f64N/A
unpow2N/A
*-lowering-*.f644.7%
Simplified4.7%
*-commutativeN/A
*-lowering-*.f64N/A
pow1/3N/A
inv-powN/A
pow-powN/A
pow2N/A
pow-powN/A
pow-lowering-pow.f64N/A
metadata-evalN/A
metadata-eval89.1%
Applied egg-rr89.1%
Final simplification92.2%
(FPCore (x) :precision binary64 (/ 0.3333333333333333 (pow x 0.6666666666666666)))
double code(double x) {
return 0.3333333333333333 / pow(x, 0.6666666666666666);
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = 0.3333333333333333d0 / (x ** 0.6666666666666666d0)
end function
public static double code(double x) {
return 0.3333333333333333 / Math.pow(x, 0.6666666666666666);
}
def code(x): return 0.3333333333333333 / math.pow(x, 0.6666666666666666)
function code(x) return Float64(0.3333333333333333 / (x ^ 0.6666666666666666)) end
function tmp = code(x) tmp = 0.3333333333333333 / (x ^ 0.6666666666666666); end
code[x_] := N[(0.3333333333333333 / N[Power[x, 0.6666666666666666], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\frac{0.3333333333333333}{{x}^{0.6666666666666666}}
\end{array}
Initial program 6.6%
Taylor expanded in x around inf
*-lowering-*.f64N/A
metadata-evalN/A
associate-*r/N/A
cbrt-lowering-cbrt.f64N/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
/-lowering-/.f64N/A
unpow2N/A
*-lowering-*.f6450.3%
Simplified50.3%
cbrt-divN/A
metadata-evalN/A
cbrt-prodN/A
un-div-invN/A
/-lowering-/.f64N/A
pow1/3N/A
pow1/3N/A
pow-prod-upN/A
pow-lowering-pow.f64N/A
metadata-eval88.9%
Applied egg-rr88.9%
(FPCore (x) :precision binary64 (* 0.3333333333333333 (pow x -0.6666666666666666)))
double code(double x) {
return 0.3333333333333333 * pow(x, -0.6666666666666666);
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = 0.3333333333333333d0 * (x ** (-0.6666666666666666d0))
end function
public static double code(double x) {
return 0.3333333333333333 * Math.pow(x, -0.6666666666666666);
}
def code(x): return 0.3333333333333333 * math.pow(x, -0.6666666666666666)
function code(x) return Float64(0.3333333333333333 * (x ^ -0.6666666666666666)) end
function tmp = code(x) tmp = 0.3333333333333333 * (x ^ -0.6666666666666666); end
code[x_] := N[(0.3333333333333333 * N[Power[x, -0.6666666666666666], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
0.3333333333333333 \cdot {x}^{-0.6666666666666666}
\end{array}
Initial program 6.6%
Taylor expanded in x around inf
*-lowering-*.f64N/A
metadata-evalN/A
associate-*r/N/A
cbrt-lowering-cbrt.f64N/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
/-lowering-/.f64N/A
unpow2N/A
*-lowering-*.f6450.3%
Simplified50.3%
*-commutativeN/A
*-lowering-*.f64N/A
pow1/3N/A
inv-powN/A
pow-powN/A
pow2N/A
pow-powN/A
pow-lowering-pow.f64N/A
metadata-evalN/A
metadata-eval88.9%
Applied egg-rr88.9%
Final simplification88.9%
(FPCore (x) :precision binary64 (- 1.0 (cbrt x)))
double code(double x) {
return 1.0 - cbrt(x);
}
public static double code(double x) {
return 1.0 - Math.cbrt(x);
}
function code(x) return Float64(1.0 - cbrt(x)) end
code[x_] := N[(1.0 - N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
1 - \sqrt[3]{x}
\end{array}
Initial program 6.6%
Taylor expanded in x around 0
--lowering--.f64N/A
cbrt-lowering-cbrt.f641.8%
Simplified1.8%
(FPCore (x) :precision binary64 (let* ((t_0 (cbrt (+ x 1.0)))) (/ 1.0 (+ (+ (* t_0 t_0) (* (cbrt x) t_0)) (* (cbrt x) (cbrt x))))))
double code(double x) {
double t_0 = cbrt((x + 1.0));
return 1.0 / (((t_0 * t_0) + (cbrt(x) * t_0)) + (cbrt(x) * cbrt(x)));
}
public static double code(double x) {
double t_0 = Math.cbrt((x + 1.0));
return 1.0 / (((t_0 * t_0) + (Math.cbrt(x) * t_0)) + (Math.cbrt(x) * Math.cbrt(x)));
}
function code(x) t_0 = cbrt(Float64(x + 1.0)) return Float64(1.0 / Float64(Float64(Float64(t_0 * t_0) + Float64(cbrt(x) * t_0)) + Float64(cbrt(x) * cbrt(x)))) end
code[x_] := Block[{t$95$0 = N[Power[N[(x + 1.0), $MachinePrecision], 1/3], $MachinePrecision]}, N[(1.0 / N[(N[(N[(t$95$0 * t$95$0), $MachinePrecision] + N[(N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision] * t$95$0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + N[(N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision] * N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
t_0 := \sqrt[3]{x + 1}\\
\frac{1}{\left(t\_0 \cdot t\_0 + \sqrt[3]{x} \cdot t\_0\right) + \sqrt[3]{x} \cdot \sqrt[3]{x}}
\end{array}
\end{array}
herbie shell --seed 2024141
(FPCore (x)
:name "2cbrt (problem 3.3.4)"
:precision binary64
:pre (and (> x 1.0) (< x 1e+308))
:alt
(! :herbie-platform default (/ 1 (+ (* (cbrt (+ x 1)) (cbrt (+ x 1))) (* (cbrt x) (cbrt (+ x 1))) (* (cbrt x) (cbrt x)))))
(- (cbrt (+ x 1.0)) (cbrt x)))