Quadratic roots, narrow range

Percentage Accurate: 55.8% → 99.6%
Time: 15.6s
Alternatives: 10
Speedup: 23.2×

Specification

?
\[\left(\left(1.0536712127723509 \cdot 10^{-8} < a \land a < 94906265.62425156\right) \land \left(1.0536712127723509 \cdot 10^{-8} < b \land b < 94906265.62425156\right)\right) \land \left(1.0536712127723509 \cdot 10^{-8} < c \land c < 94906265.62425156\right)\]
\[\begin{array}{l} \\ \frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a} \end{array} \]
(FPCore (a b c)
 :precision binary64
 (/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4.0 a) c)))) (* 2.0 a)))
double code(double a, double b, double c) {
	return (-b + sqrt(((b * b) - ((4.0 * a) * c)))) / (2.0 * a);
}
real(8) function code(a, b, c)
    real(8), intent (in) :: a
    real(8), intent (in) :: b
    real(8), intent (in) :: c
    code = (-b + sqrt(((b * b) - ((4.0d0 * a) * c)))) / (2.0d0 * a)
end function
public static double code(double a, double b, double c) {
	return (-b + Math.sqrt(((b * b) - ((4.0 * a) * c)))) / (2.0 * a);
}
def code(a, b, c):
	return (-b + math.sqrt(((b * b) - ((4.0 * a) * c)))) / (2.0 * a)
function code(a, b, c)
	return Float64(Float64(Float64(-b) + sqrt(Float64(Float64(b * b) - Float64(Float64(4.0 * a) * c)))) / Float64(2.0 * a))
end
function tmp = code(a, b, c)
	tmp = (-b + sqrt(((b * b) - ((4.0 * a) * c)))) / (2.0 * a);
end
code[a_, b_, c_] := N[(N[((-b) + N[Sqrt[N[(N[(b * b), $MachinePrecision] - N[(N[(4.0 * a), $MachinePrecision] * c), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / N[(2.0 * a), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a}
\end{array}

Sampling outcomes in binary64 precision:

Local Percentage Accuracy vs ?

The average percentage accuracy by input value. Horizontal axis shows value of an input variable; the variable is choosen in the title. Vertical axis is accuracy; higher is better. Red represent the original program, while blue represents Herbie's suggestion. These can be toggled with buttons below the plot. The line is an average while dots represent individual samples.

Accuracy vs Speed?

Herbie found 10 alternatives:

AlternativeAccuracySpeedup
The accuracy (vertical axis) and speed (horizontal axis) of each alternatives. Up and to the right is better. The red square shows the initial program, and each blue circle shows an alternative.The line shows the best available speed-accuracy tradeoffs.

Initial Program: 55.8% accurate, 1.0× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a} \end{array} \]
(FPCore (a b c)
 :precision binary64
 (/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4.0 a) c)))) (* 2.0 a)))
double code(double a, double b, double c) {
	return (-b + sqrt(((b * b) - ((4.0 * a) * c)))) / (2.0 * a);
}
real(8) function code(a, b, c)
    real(8), intent (in) :: a
    real(8), intent (in) :: b
    real(8), intent (in) :: c
    code = (-b + sqrt(((b * b) - ((4.0d0 * a) * c)))) / (2.0d0 * a)
end function
public static double code(double a, double b, double c) {
	return (-b + Math.sqrt(((b * b) - ((4.0 * a) * c)))) / (2.0 * a);
}
def code(a, b, c):
	return (-b + math.sqrt(((b * b) - ((4.0 * a) * c)))) / (2.0 * a)
function code(a, b, c)
	return Float64(Float64(Float64(-b) + sqrt(Float64(Float64(b * b) - Float64(Float64(4.0 * a) * c)))) / Float64(2.0 * a))
end
function tmp = code(a, b, c)
	tmp = (-b + sqrt(((b * b) - ((4.0 * a) * c)))) / (2.0 * a);
end
code[a_, b_, c_] := N[(N[((-b) + N[Sqrt[N[(N[(b * b), $MachinePrecision] - N[(N[(4.0 * a), $MachinePrecision] * c), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / N[(2.0 * a), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a}
\end{array}

Alternative 1: 99.6% accurate, 1.0× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \frac{-2 \cdot c}{b + \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}} \end{array} \]
(FPCore (a b c)
 :precision binary64
 (/ (* -2.0 c) (+ b (sqrt (+ (* b b) (* a (* c -4.0)))))))
double code(double a, double b, double c) {
	return (-2.0 * c) / (b + sqrt(((b * b) + (a * (c * -4.0)))));
}
real(8) function code(a, b, c)
    real(8), intent (in) :: a
    real(8), intent (in) :: b
    real(8), intent (in) :: c
    code = ((-2.0d0) * c) / (b + sqrt(((b * b) + (a * (c * (-4.0d0))))))
end function
public static double code(double a, double b, double c) {
	return (-2.0 * c) / (b + Math.sqrt(((b * b) + (a * (c * -4.0)))));
}
def code(a, b, c):
	return (-2.0 * c) / (b + math.sqrt(((b * b) + (a * (c * -4.0)))))
function code(a, b, c)
	return Float64(Float64(-2.0 * c) / Float64(b + sqrt(Float64(Float64(b * b) + Float64(a * Float64(c * -4.0))))))
end
function tmp = code(a, b, c)
	tmp = (-2.0 * c) / (b + sqrt(((b * b) + (a * (c * -4.0)))));
end
code[a_, b_, c_] := N[(N[(-2.0 * c), $MachinePrecision] / N[(b + N[Sqrt[N[(N[(b * b), $MachinePrecision] + N[(a * N[(c * -4.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\frac{-2 \cdot c}{b + \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}}
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 56.0%

    \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a} \]
  2. Step-by-step derivation
    1. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\left(\mathsf{neg}\left(b\right)\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}\right), \color{blue}{\left(2 \cdot a\right)}\right) \]
    2. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c} + \left(\mathsf{neg}\left(b\right)\right)\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    3. unsub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c} - b\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    4. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}\right), b\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    5. sqrt-lowering-sqrt.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\left(b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    6. sub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\left(b \cdot b + \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    7. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left(b \cdot b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    8. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    9. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(a \cdot 4\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    10. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(a \cdot \left(4 \cdot c\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    11. distribute-rgt-neg-inN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(a \cdot \left(\mathsf{neg}\left(4 \cdot c\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    12. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(a \cdot \left(\mathsf{neg}\left(c \cdot 4\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    13. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(\mathsf{neg}\left(c \cdot 4\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    14. distribute-rgt-neg-inN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(c \cdot \left(\mathsf{neg}\left(4\right)\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    15. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, \left(\mathsf{neg}\left(4\right)\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    16. metadata-evalN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    17. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right), b\right), \left(a \cdot \color{blue}{2}\right)\right) \]
  3. Simplified56.0%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}{a \cdot 2}} \]
  4. Add Preprocessing
  5. Step-by-step derivation
    1. clear-numN/A

      \[\leadsto \frac{1}{\color{blue}{\frac{a \cdot 2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}}} \]
    2. flip--N/A

      \[\leadsto \frac{1}{\frac{a \cdot 2}{\frac{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} \cdot \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b \cdot b}{\color{blue}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} + b}}}} \]
    3. associate-/r/N/A

      \[\leadsto \frac{1}{\frac{a \cdot 2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} \cdot \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b \cdot b} \cdot \color{blue}{\left(\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} + b\right)}} \]
    4. associate-/r*N/A

      \[\leadsto \frac{\frac{1}{\frac{a \cdot 2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} \cdot \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b \cdot b}}}{\color{blue}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} + b}} \]
    5. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\frac{1}{\frac{a \cdot 2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} \cdot \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b \cdot b}}\right), \color{blue}{\left(\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} + b\right)}\right) \]
  6. Applied egg-rr57.7%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\frac{1}{\frac{a \cdot 2}{b \cdot b + \left(a \cdot \left(c \cdot -4\right) - b \cdot b\right)}}}{b + \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}}} \]
  7. Taylor expanded in a around 0

    \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\left(-2 \cdot c\right)}, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
  8. Step-by-step derivation
    1. *-lowering-*.f6499.6%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(\color{blue}{b}, \mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
  9. Simplified99.6%

    \[\leadsto \frac{\color{blue}{-2 \cdot c}}{b + \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}} \]
  10. Add Preprocessing

Alternative 2: 99.4% accurate, 1.0× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ c \cdot \frac{-2}{b + \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}} \end{array} \]
(FPCore (a b c)
 :precision binary64
 (* c (/ -2.0 (+ b (sqrt (+ (* b b) (* a (* c -4.0))))))))
double code(double a, double b, double c) {
	return c * (-2.0 / (b + sqrt(((b * b) + (a * (c * -4.0))))));
}
real(8) function code(a, b, c)
    real(8), intent (in) :: a
    real(8), intent (in) :: b
    real(8), intent (in) :: c
    code = c * ((-2.0d0) / (b + sqrt(((b * b) + (a * (c * (-4.0d0)))))))
end function
public static double code(double a, double b, double c) {
	return c * (-2.0 / (b + Math.sqrt(((b * b) + (a * (c * -4.0))))));
}
def code(a, b, c):
	return c * (-2.0 / (b + math.sqrt(((b * b) + (a * (c * -4.0))))))
function code(a, b, c)
	return Float64(c * Float64(-2.0 / Float64(b + sqrt(Float64(Float64(b * b) + Float64(a * Float64(c * -4.0)))))))
end
function tmp = code(a, b, c)
	tmp = c * (-2.0 / (b + sqrt(((b * b) + (a * (c * -4.0))))));
end
code[a_, b_, c_] := N[(c * N[(-2.0 / N[(b + N[Sqrt[N[(N[(b * b), $MachinePrecision] + N[(a * N[(c * -4.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
c \cdot \frac{-2}{b + \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}}
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 56.0%

    \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a} \]
  2. Step-by-step derivation
    1. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\left(\mathsf{neg}\left(b\right)\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}\right), \color{blue}{\left(2 \cdot a\right)}\right) \]
    2. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c} + \left(\mathsf{neg}\left(b\right)\right)\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    3. unsub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c} - b\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    4. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}\right), b\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    5. sqrt-lowering-sqrt.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\left(b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    6. sub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\left(b \cdot b + \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    7. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left(b \cdot b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    8. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    9. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(a \cdot 4\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    10. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(a \cdot \left(4 \cdot c\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    11. distribute-rgt-neg-inN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(a \cdot \left(\mathsf{neg}\left(4 \cdot c\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    12. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(a \cdot \left(\mathsf{neg}\left(c \cdot 4\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    13. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(\mathsf{neg}\left(c \cdot 4\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    14. distribute-rgt-neg-inN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(c \cdot \left(\mathsf{neg}\left(4\right)\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    15. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, \left(\mathsf{neg}\left(4\right)\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    16. metadata-evalN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    17. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right), b\right), \left(a \cdot \color{blue}{2}\right)\right) \]
  3. Simplified56.0%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}{a \cdot 2}} \]
  4. Add Preprocessing
  5. Step-by-step derivation
    1. clear-numN/A

      \[\leadsto \frac{1}{\color{blue}{\frac{a \cdot 2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}}} \]
    2. flip--N/A

      \[\leadsto \frac{1}{\frac{a \cdot 2}{\frac{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} \cdot \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b \cdot b}{\color{blue}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} + b}}}} \]
    3. associate-/r/N/A

      \[\leadsto \frac{1}{\frac{a \cdot 2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} \cdot \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b \cdot b} \cdot \color{blue}{\left(\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} + b\right)}} \]
    4. associate-/r*N/A

      \[\leadsto \frac{\frac{1}{\frac{a \cdot 2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} \cdot \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b \cdot b}}}{\color{blue}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} + b}} \]
    5. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\frac{1}{\frac{a \cdot 2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} \cdot \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b \cdot b}}\right), \color{blue}{\left(\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} + b\right)}\right) \]
  6. Applied egg-rr57.7%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\frac{1}{\frac{a \cdot 2}{b \cdot b + \left(a \cdot \left(c \cdot -4\right) - b \cdot b\right)}}}{b + \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}}} \]
  7. Taylor expanded in a around 0

    \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\left(-2 \cdot c\right)}, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
  8. Step-by-step derivation
    1. *-lowering-*.f6499.6%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(\color{blue}{b}, \mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
  9. Simplified99.6%

    \[\leadsto \frac{\color{blue}{-2 \cdot c}}{b + \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}} \]
  10. Step-by-step derivation
    1. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \frac{c \cdot -2}{\color{blue}{b} + \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}} \]
    2. associate-/l*N/A

      \[\leadsto c \cdot \color{blue}{\frac{-2}{b + \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}}} \]
    3. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(c, \color{blue}{\left(\frac{-2}{b + \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}}\right)}\right) \]
    4. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{/.f64}\left(-2, \color{blue}{\left(b + \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}\right)}\right)\right) \]
    5. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{/.f64}\left(-2, \mathsf{+.f64}\left(b, \color{blue}{\left(\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}\right)}\right)\right)\right) \]
    6. rem-square-sqrtN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{/.f64}\left(-2, \mathsf{+.f64}\left(b, \left(\sqrt{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} \cdot \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}}\right)\right)\right)\right) \]
    7. sqrt-lowering-sqrt.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{/.f64}\left(-2, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{sqrt.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} \cdot \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}\right)\right)\right)\right)\right) \]
    8. rem-square-sqrtN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{/.f64}\left(-2, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{sqrt.f64}\left(\left(b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    9. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{/.f64}\left(-2, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left(b \cdot b\right), \left(a \cdot \left(c \cdot -4\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    10. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{/.f64}\left(-2, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(a \cdot \left(c \cdot -4\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    11. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{/.f64}\left(-2, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(c \cdot -4\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    12. *-lowering-*.f6499.4%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{/.f64}\left(-2, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
  11. Applied egg-rr99.4%

    \[\leadsto \color{blue}{c \cdot \frac{-2}{b + \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}}} \]
  12. Add Preprocessing

Alternative 3: 88.2% accurate, 4.3× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \frac{-2 \cdot c}{b + \left(b + c \cdot \left(-2 \cdot \left(\frac{a}{b} + \frac{c \cdot \left(a \cdot a\right)}{b \cdot \left(b \cdot b\right)}\right)\right)\right)} \end{array} \]
(FPCore (a b c)
 :precision binary64
 (/
  (* -2.0 c)
  (+ b (+ b (* c (* -2.0 (+ (/ a b) (/ (* c (* a a)) (* b (* b b))))))))))
double code(double a, double b, double c) {
	return (-2.0 * c) / (b + (b + (c * (-2.0 * ((a / b) + ((c * (a * a)) / (b * (b * b))))))));
}
real(8) function code(a, b, c)
    real(8), intent (in) :: a
    real(8), intent (in) :: b
    real(8), intent (in) :: c
    code = ((-2.0d0) * c) / (b + (b + (c * ((-2.0d0) * ((a / b) + ((c * (a * a)) / (b * (b * b))))))))
end function
public static double code(double a, double b, double c) {
	return (-2.0 * c) / (b + (b + (c * (-2.0 * ((a / b) + ((c * (a * a)) / (b * (b * b))))))));
}
def code(a, b, c):
	return (-2.0 * c) / (b + (b + (c * (-2.0 * ((a / b) + ((c * (a * a)) / (b * (b * b))))))))
function code(a, b, c)
	return Float64(Float64(-2.0 * c) / Float64(b + Float64(b + Float64(c * Float64(-2.0 * Float64(Float64(a / b) + Float64(Float64(c * Float64(a * a)) / Float64(b * Float64(b * b)))))))))
end
function tmp = code(a, b, c)
	tmp = (-2.0 * c) / (b + (b + (c * (-2.0 * ((a / b) + ((c * (a * a)) / (b * (b * b))))))));
end
code[a_, b_, c_] := N[(N[(-2.0 * c), $MachinePrecision] / N[(b + N[(b + N[(c * N[(-2.0 * N[(N[(a / b), $MachinePrecision] + N[(N[(c * N[(a * a), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / N[(b * N[(b * b), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\frac{-2 \cdot c}{b + \left(b + c \cdot \left(-2 \cdot \left(\frac{a}{b} + \frac{c \cdot \left(a \cdot a\right)}{b \cdot \left(b \cdot b\right)}\right)\right)\right)}
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 56.0%

    \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a} \]
  2. Step-by-step derivation
    1. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\left(\mathsf{neg}\left(b\right)\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}\right), \color{blue}{\left(2 \cdot a\right)}\right) \]
    2. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c} + \left(\mathsf{neg}\left(b\right)\right)\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    3. unsub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c} - b\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    4. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}\right), b\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    5. sqrt-lowering-sqrt.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\left(b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    6. sub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\left(b \cdot b + \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    7. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left(b \cdot b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    8. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    9. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(a \cdot 4\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    10. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(a \cdot \left(4 \cdot c\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    11. distribute-rgt-neg-inN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(a \cdot \left(\mathsf{neg}\left(4 \cdot c\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    12. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(a \cdot \left(\mathsf{neg}\left(c \cdot 4\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    13. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(\mathsf{neg}\left(c \cdot 4\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    14. distribute-rgt-neg-inN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(c \cdot \left(\mathsf{neg}\left(4\right)\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    15. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, \left(\mathsf{neg}\left(4\right)\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    16. metadata-evalN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    17. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right), b\right), \left(a \cdot \color{blue}{2}\right)\right) \]
  3. Simplified56.0%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}{a \cdot 2}} \]
  4. Add Preprocessing
  5. Step-by-step derivation
    1. clear-numN/A

      \[\leadsto \frac{1}{\color{blue}{\frac{a \cdot 2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}}} \]
    2. flip--N/A

      \[\leadsto \frac{1}{\frac{a \cdot 2}{\frac{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} \cdot \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b \cdot b}{\color{blue}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} + b}}}} \]
    3. associate-/r/N/A

      \[\leadsto \frac{1}{\frac{a \cdot 2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} \cdot \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b \cdot b} \cdot \color{blue}{\left(\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} + b\right)}} \]
    4. associate-/r*N/A

      \[\leadsto \frac{\frac{1}{\frac{a \cdot 2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} \cdot \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b \cdot b}}}{\color{blue}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} + b}} \]
    5. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\frac{1}{\frac{a \cdot 2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} \cdot \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b \cdot b}}\right), \color{blue}{\left(\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} + b\right)}\right) \]
  6. Applied egg-rr57.7%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\frac{1}{\frac{a \cdot 2}{b \cdot b + \left(a \cdot \left(c \cdot -4\right) - b \cdot b\right)}}}{b + \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}}} \]
  7. Taylor expanded in a around 0

    \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\left(-2 \cdot c\right)}, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
  8. Step-by-step derivation
    1. *-lowering-*.f6499.6%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(\color{blue}{b}, \mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
  9. Simplified99.6%

    \[\leadsto \frac{\color{blue}{-2 \cdot c}}{b + \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}} \]
  10. Taylor expanded in c around 0

    \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \color{blue}{\left(b + c \cdot \left(-2 \cdot \frac{a}{b} + -2 \cdot \frac{{a}^{2} \cdot c}{{b}^{3}}\right)\right)}\right)\right) \]
  11. Step-by-step derivation
    1. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{+.f64}\left(b, \color{blue}{\left(c \cdot \left(-2 \cdot \frac{a}{b} + -2 \cdot \frac{{a}^{2} \cdot c}{{b}^{3}}\right)\right)}\right)\right)\right) \]
    2. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{*.f64}\left(c, \color{blue}{\left(-2 \cdot \frac{a}{b} + -2 \cdot \frac{{a}^{2} \cdot c}{{b}^{3}}\right)}\right)\right)\right)\right) \]
    3. distribute-lft-outN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{*.f64}\left(c, \left(-2 \cdot \color{blue}{\left(\frac{a}{b} + \frac{{a}^{2} \cdot c}{{b}^{3}}\right)}\right)\right)\right)\right)\right) \]
    4. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{*.f64}\left(-2, \color{blue}{\left(\frac{a}{b} + \frac{{a}^{2} \cdot c}{{b}^{3}}\right)}\right)\right)\right)\right)\right) \]
    5. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{*.f64}\left(-2, \mathsf{+.f64}\left(\left(\frac{a}{b}\right), \color{blue}{\left(\frac{{a}^{2} \cdot c}{{b}^{3}}\right)}\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    6. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{*.f64}\left(-2, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(a, b\right), \left(\frac{\color{blue}{{a}^{2} \cdot c}}{{b}^{3}}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    7. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{*.f64}\left(-2, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(a, b\right), \mathsf{/.f64}\left(\left({a}^{2} \cdot c\right), \color{blue}{\left({b}^{3}\right)}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    8. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{*.f64}\left(-2, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(a, b\right), \mathsf{/.f64}\left(\left(c \cdot {a}^{2}\right), \left({\color{blue}{b}}^{3}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    9. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{*.f64}\left(-2, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(a, b\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(c, \left({a}^{2}\right)\right), \left({\color{blue}{b}}^{3}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    10. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{*.f64}\left(-2, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(a, b\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(c, \left(a \cdot a\right)\right), \left({b}^{3}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    11. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{*.f64}\left(-2, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(a, b\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{*.f64}\left(a, a\right)\right), \left({b}^{3}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    12. cube-multN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{*.f64}\left(-2, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(a, b\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{*.f64}\left(a, a\right)\right), \left(b \cdot \color{blue}{\left(b \cdot b\right)}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    13. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{*.f64}\left(-2, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(a, b\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{*.f64}\left(a, a\right)\right), \left(b \cdot {b}^{\color{blue}{2}}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    14. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{*.f64}\left(-2, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(a, b\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{*.f64}\left(a, a\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(b, \color{blue}{\left({b}^{2}\right)}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    15. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{*.f64}\left(-2, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(a, b\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{*.f64}\left(a, a\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(b, \left(b \cdot \color{blue}{b}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    16. *-lowering-*.f6488.7%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{*.f64}\left(-2, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(a, b\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{*.f64}\left(a, a\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(b, \mathsf{*.f64}\left(b, \color{blue}{b}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
  12. Simplified88.7%

    \[\leadsto \frac{-2 \cdot c}{b + \color{blue}{\left(b + c \cdot \left(-2 \cdot \left(\frac{a}{b} + \frac{c \cdot \left(a \cdot a\right)}{b \cdot \left(b \cdot b\right)}\right)\right)\right)}} \]
  13. Add Preprocessing

Alternative 4: 88.0% accurate, 5.0× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \frac{\frac{c}{c \cdot \left(\frac{1}{b} + \frac{c \cdot a}{b \cdot \left(b \cdot b\right)}\right) - \frac{b}{a}}}{a} \end{array} \]
(FPCore (a b c)
 :precision binary64
 (/ (/ c (- (* c (+ (/ 1.0 b) (/ (* c a) (* b (* b b))))) (/ b a))) a))
double code(double a, double b, double c) {
	return (c / ((c * ((1.0 / b) + ((c * a) / (b * (b * b))))) - (b / a))) / a;
}
real(8) function code(a, b, c)
    real(8), intent (in) :: a
    real(8), intent (in) :: b
    real(8), intent (in) :: c
    code = (c / ((c * ((1.0d0 / b) + ((c * a) / (b * (b * b))))) - (b / a))) / a
end function
public static double code(double a, double b, double c) {
	return (c / ((c * ((1.0 / b) + ((c * a) / (b * (b * b))))) - (b / a))) / a;
}
def code(a, b, c):
	return (c / ((c * ((1.0 / b) + ((c * a) / (b * (b * b))))) - (b / a))) / a
function code(a, b, c)
	return Float64(Float64(c / Float64(Float64(c * Float64(Float64(1.0 / b) + Float64(Float64(c * a) / Float64(b * Float64(b * b))))) - Float64(b / a))) / a)
end
function tmp = code(a, b, c)
	tmp = (c / ((c * ((1.0 / b) + ((c * a) / (b * (b * b))))) - (b / a))) / a;
end
code[a_, b_, c_] := N[(N[(c / N[(N[(c * N[(N[(1.0 / b), $MachinePrecision] + N[(N[(c * a), $MachinePrecision] / N[(b * N[(b * b), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] - N[(b / a), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / a), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\frac{\frac{c}{c \cdot \left(\frac{1}{b} + \frac{c \cdot a}{b \cdot \left(b \cdot b\right)}\right) - \frac{b}{a}}}{a}
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 56.0%

    \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a} \]
  2. Step-by-step derivation
    1. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\left(\mathsf{neg}\left(b\right)\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}\right), \color{blue}{\left(2 \cdot a\right)}\right) \]
    2. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c} + \left(\mathsf{neg}\left(b\right)\right)\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    3. unsub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c} - b\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    4. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}\right), b\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    5. sqrt-lowering-sqrt.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\left(b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    6. sub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\left(b \cdot b + \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    7. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left(b \cdot b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    8. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    9. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(a \cdot 4\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    10. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(a \cdot \left(4 \cdot c\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    11. distribute-rgt-neg-inN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(a \cdot \left(\mathsf{neg}\left(4 \cdot c\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    12. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(a \cdot \left(\mathsf{neg}\left(c \cdot 4\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    13. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(\mathsf{neg}\left(c \cdot 4\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    14. distribute-rgt-neg-inN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(c \cdot \left(\mathsf{neg}\left(4\right)\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    15. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, \left(\mathsf{neg}\left(4\right)\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    16. metadata-evalN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    17. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right), b\right), \left(a \cdot \color{blue}{2}\right)\right) \]
  3. Simplified56.0%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}{a \cdot 2}} \]
  4. Add Preprocessing
  5. Step-by-step derivation
    1. clear-numN/A

      \[\leadsto \frac{1}{\color{blue}{\frac{a \cdot 2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}}} \]
    2. associate-/l*N/A

      \[\leadsto \frac{1}{a \cdot \color{blue}{\frac{2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}}} \]
    3. associate-/r*N/A

      \[\leadsto \frac{\frac{1}{a}}{\color{blue}{\frac{2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}}} \]
    4. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\frac{1}{a}\right), \color{blue}{\left(\frac{2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}\right)}\right) \]
    5. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \left(\frac{\color{blue}{2}}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}\right)\right) \]
    6. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(2, \color{blue}{\left(\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b\right)}\right)\right) \]
    7. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}\right), \color{blue}{b}\right)\right)\right) \]
    8. sqrt-lowering-sqrt.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\left(b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
    9. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left(b \cdot b\right), \left(a \cdot \left(c \cdot -4\right)\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
    10. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(a \cdot \left(c \cdot -4\right)\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
    11. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(c \cdot -4\right)\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
    12. *-lowering-*.f6456.0%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
  6. Applied egg-rr56.0%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\frac{1}{a}}{\frac{2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}}} \]
  7. Taylor expanded in c around 0

    \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \color{blue}{\left(\frac{-1 \cdot \frac{b}{a} + c \cdot \left(-1 \cdot \left(c \cdot \left(-2 \cdot \frac{a}{{b}^{3}} + \frac{a}{{b}^{3}}\right)\right) + \frac{1}{b}\right)}{c}\right)}\right) \]
  8. Step-by-step derivation
    1. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(\left(-1 \cdot \frac{b}{a} + c \cdot \left(-1 \cdot \left(c \cdot \left(-2 \cdot \frac{a}{{b}^{3}} + \frac{a}{{b}^{3}}\right)\right) + \frac{1}{b}\right)\right), \color{blue}{c}\right)\right) \]
  9. Simplified88.5%

    \[\leadsto \frac{\frac{1}{a}}{\color{blue}{\frac{c \cdot \left(\frac{1}{b} + c \cdot \frac{a}{b \cdot \left(b \cdot b\right)}\right) - \frac{b}{a}}{c}}} \]
  10. Step-by-step derivation
    1. associate-/l/N/A

      \[\leadsto \frac{1}{\color{blue}{\frac{c \cdot \left(\frac{1}{b} + c \cdot \frac{a}{b \cdot \left(b \cdot b\right)}\right) - \frac{b}{a}}{c} \cdot a}} \]
    2. associate-/r*N/A

      \[\leadsto \frac{\frac{1}{\frac{c \cdot \left(\frac{1}{b} + c \cdot \frac{a}{b \cdot \left(b \cdot b\right)}\right) - \frac{b}{a}}{c}}}{\color{blue}{a}} \]
    3. clear-numN/A

      \[\leadsto \frac{\frac{c}{c \cdot \left(\frac{1}{b} + c \cdot \frac{a}{b \cdot \left(b \cdot b\right)}\right) - \frac{b}{a}}}{a} \]
    4. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\frac{c}{c \cdot \left(\frac{1}{b} + c \cdot \frac{a}{b \cdot \left(b \cdot b\right)}\right) - \frac{b}{a}}\right), \color{blue}{a}\right) \]
  11. Applied egg-rr88.6%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\frac{c}{c \cdot \left(\frac{1}{b} + \frac{c \cdot a}{b \cdot \left(b \cdot b\right)}\right) - \frac{b}{a}}}{a}} \]
  12. Add Preprocessing

Alternative 5: 87.9% accurate, 5.0× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \frac{\frac{1}{a}}{\frac{\frac{c + \frac{a \cdot \left(c \cdot c\right)}{b \cdot b}}{b} - \frac{b}{a}}{c}} \end{array} \]
(FPCore (a b c)
 :precision binary64
 (/ (/ 1.0 a) (/ (- (/ (+ c (/ (* a (* c c)) (* b b))) b) (/ b a)) c)))
double code(double a, double b, double c) {
	return (1.0 / a) / ((((c + ((a * (c * c)) / (b * b))) / b) - (b / a)) / c);
}
real(8) function code(a, b, c)
    real(8), intent (in) :: a
    real(8), intent (in) :: b
    real(8), intent (in) :: c
    code = (1.0d0 / a) / ((((c + ((a * (c * c)) / (b * b))) / b) - (b / a)) / c)
end function
public static double code(double a, double b, double c) {
	return (1.0 / a) / ((((c + ((a * (c * c)) / (b * b))) / b) - (b / a)) / c);
}
def code(a, b, c):
	return (1.0 / a) / ((((c + ((a * (c * c)) / (b * b))) / b) - (b / a)) / c)
function code(a, b, c)
	return Float64(Float64(1.0 / a) / Float64(Float64(Float64(Float64(c + Float64(Float64(a * Float64(c * c)) / Float64(b * b))) / b) - Float64(b / a)) / c))
end
function tmp = code(a, b, c)
	tmp = (1.0 / a) / ((((c + ((a * (c * c)) / (b * b))) / b) - (b / a)) / c);
end
code[a_, b_, c_] := N[(N[(1.0 / a), $MachinePrecision] / N[(N[(N[(N[(c + N[(N[(a * N[(c * c), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / N[(b * b), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / b), $MachinePrecision] - N[(b / a), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / c), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\frac{\frac{1}{a}}{\frac{\frac{c + \frac{a \cdot \left(c \cdot c\right)}{b \cdot b}}{b} - \frac{b}{a}}{c}}
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 56.0%

    \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a} \]
  2. Step-by-step derivation
    1. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\left(\mathsf{neg}\left(b\right)\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}\right), \color{blue}{\left(2 \cdot a\right)}\right) \]
    2. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c} + \left(\mathsf{neg}\left(b\right)\right)\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    3. unsub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c} - b\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    4. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}\right), b\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    5. sqrt-lowering-sqrt.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\left(b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    6. sub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\left(b \cdot b + \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    7. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left(b \cdot b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    8. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    9. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(a \cdot 4\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    10. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(a \cdot \left(4 \cdot c\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    11. distribute-rgt-neg-inN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(a \cdot \left(\mathsf{neg}\left(4 \cdot c\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    12. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(a \cdot \left(\mathsf{neg}\left(c \cdot 4\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    13. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(\mathsf{neg}\left(c \cdot 4\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    14. distribute-rgt-neg-inN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(c \cdot \left(\mathsf{neg}\left(4\right)\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    15. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, \left(\mathsf{neg}\left(4\right)\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    16. metadata-evalN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    17. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right), b\right), \left(a \cdot \color{blue}{2}\right)\right) \]
  3. Simplified56.0%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}{a \cdot 2}} \]
  4. Add Preprocessing
  5. Step-by-step derivation
    1. clear-numN/A

      \[\leadsto \frac{1}{\color{blue}{\frac{a \cdot 2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}}} \]
    2. associate-/l*N/A

      \[\leadsto \frac{1}{a \cdot \color{blue}{\frac{2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}}} \]
    3. associate-/r*N/A

      \[\leadsto \frac{\frac{1}{a}}{\color{blue}{\frac{2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}}} \]
    4. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\frac{1}{a}\right), \color{blue}{\left(\frac{2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}\right)}\right) \]
    5. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \left(\frac{\color{blue}{2}}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}\right)\right) \]
    6. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(2, \color{blue}{\left(\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b\right)}\right)\right) \]
    7. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}\right), \color{blue}{b}\right)\right)\right) \]
    8. sqrt-lowering-sqrt.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\left(b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
    9. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left(b \cdot b\right), \left(a \cdot \left(c \cdot -4\right)\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
    10. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(a \cdot \left(c \cdot -4\right)\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
    11. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(c \cdot -4\right)\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
    12. *-lowering-*.f6456.0%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
  6. Applied egg-rr56.0%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\frac{1}{a}}{\frac{2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}}} \]
  7. Taylor expanded in c around 0

    \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \color{blue}{\left(\frac{-1 \cdot \frac{b}{a} + c \cdot \left(-1 \cdot \left(c \cdot \left(-2 \cdot \frac{a}{{b}^{3}} + \frac{a}{{b}^{3}}\right)\right) + \frac{1}{b}\right)}{c}\right)}\right) \]
  8. Step-by-step derivation
    1. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(\left(-1 \cdot \frac{b}{a} + c \cdot \left(-1 \cdot \left(c \cdot \left(-2 \cdot \frac{a}{{b}^{3}} + \frac{a}{{b}^{3}}\right)\right) + \frac{1}{b}\right)\right), \color{blue}{c}\right)\right) \]
  9. Simplified88.5%

    \[\leadsto \frac{\frac{1}{a}}{\color{blue}{\frac{c \cdot \left(\frac{1}{b} + c \cdot \frac{a}{b \cdot \left(b \cdot b\right)}\right) - \frac{b}{a}}{c}}} \]
  10. Taylor expanded in b around inf

    \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\color{blue}{\left(\frac{c + \frac{a \cdot {c}^{2}}{{b}^{2}}}{b}\right)}, \mathsf{/.f64}\left(b, a\right)\right), c\right)\right) \]
  11. Step-by-step derivation
    1. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\left(c + \frac{a \cdot {c}^{2}}{{b}^{2}}\right), b\right), \mathsf{/.f64}\left(b, a\right)\right), c\right)\right) \]
    2. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(c, \left(\frac{a \cdot {c}^{2}}{{b}^{2}}\right)\right), b\right), \mathsf{/.f64}\left(b, a\right)\right), c\right)\right) \]
    3. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(c, \mathsf{/.f64}\left(\left(a \cdot {c}^{2}\right), \left({b}^{2}\right)\right)\right), b\right), \mathsf{/.f64}\left(b, a\right)\right), c\right)\right) \]
    4. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(c, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(a, \left({c}^{2}\right)\right), \left({b}^{2}\right)\right)\right), b\right), \mathsf{/.f64}\left(b, a\right)\right), c\right)\right) \]
    5. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(c, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(a, \left(c \cdot c\right)\right), \left({b}^{2}\right)\right)\right), b\right), \mathsf{/.f64}\left(b, a\right)\right), c\right)\right) \]
    6. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(c, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, c\right)\right), \left({b}^{2}\right)\right)\right), b\right), \mathsf{/.f64}\left(b, a\right)\right), c\right)\right) \]
    7. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(c, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, c\right)\right), \left(b \cdot b\right)\right)\right), b\right), \mathsf{/.f64}\left(b, a\right)\right), c\right)\right) \]
    8. *-lowering-*.f6488.5%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(c, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, c\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(b, b\right)\right)\right), b\right), \mathsf{/.f64}\left(b, a\right)\right), c\right)\right) \]
  12. Simplified88.5%

    \[\leadsto \frac{\frac{1}{a}}{\frac{\color{blue}{\frac{c + \frac{a \cdot \left(c \cdot c\right)}{b \cdot b}}{b}} - \frac{b}{a}}{c}} \]
  13. Add Preprocessing

Alternative 6: 82.0% accurate, 7.7× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \frac{-2 \cdot c}{b \cdot 2 + \frac{-2 \cdot \left(c \cdot a\right)}{b}} \end{array} \]
(FPCore (a b c)
 :precision binary64
 (/ (* -2.0 c) (+ (* b 2.0) (/ (* -2.0 (* c a)) b))))
double code(double a, double b, double c) {
	return (-2.0 * c) / ((b * 2.0) + ((-2.0 * (c * a)) / b));
}
real(8) function code(a, b, c)
    real(8), intent (in) :: a
    real(8), intent (in) :: b
    real(8), intent (in) :: c
    code = ((-2.0d0) * c) / ((b * 2.0d0) + (((-2.0d0) * (c * a)) / b))
end function
public static double code(double a, double b, double c) {
	return (-2.0 * c) / ((b * 2.0) + ((-2.0 * (c * a)) / b));
}
def code(a, b, c):
	return (-2.0 * c) / ((b * 2.0) + ((-2.0 * (c * a)) / b))
function code(a, b, c)
	return Float64(Float64(-2.0 * c) / Float64(Float64(b * 2.0) + Float64(Float64(-2.0 * Float64(c * a)) / b)))
end
function tmp = code(a, b, c)
	tmp = (-2.0 * c) / ((b * 2.0) + ((-2.0 * (c * a)) / b));
end
code[a_, b_, c_] := N[(N[(-2.0 * c), $MachinePrecision] / N[(N[(b * 2.0), $MachinePrecision] + N[(N[(-2.0 * N[(c * a), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / b), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\frac{-2 \cdot c}{b \cdot 2 + \frac{-2 \cdot \left(c \cdot a\right)}{b}}
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 56.0%

    \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a} \]
  2. Step-by-step derivation
    1. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\left(\mathsf{neg}\left(b\right)\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}\right), \color{blue}{\left(2 \cdot a\right)}\right) \]
    2. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c} + \left(\mathsf{neg}\left(b\right)\right)\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    3. unsub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c} - b\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    4. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}\right), b\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    5. sqrt-lowering-sqrt.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\left(b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    6. sub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\left(b \cdot b + \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    7. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left(b \cdot b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    8. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    9. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(a \cdot 4\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    10. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(a \cdot \left(4 \cdot c\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    11. distribute-rgt-neg-inN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(a \cdot \left(\mathsf{neg}\left(4 \cdot c\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    12. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(a \cdot \left(\mathsf{neg}\left(c \cdot 4\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    13. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(\mathsf{neg}\left(c \cdot 4\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    14. distribute-rgt-neg-inN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(c \cdot \left(\mathsf{neg}\left(4\right)\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    15. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, \left(\mathsf{neg}\left(4\right)\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    16. metadata-evalN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    17. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right), b\right), \left(a \cdot \color{blue}{2}\right)\right) \]
  3. Simplified56.0%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}{a \cdot 2}} \]
  4. Add Preprocessing
  5. Step-by-step derivation
    1. clear-numN/A

      \[\leadsto \frac{1}{\color{blue}{\frac{a \cdot 2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}}} \]
    2. flip--N/A

      \[\leadsto \frac{1}{\frac{a \cdot 2}{\frac{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} \cdot \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b \cdot b}{\color{blue}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} + b}}}} \]
    3. associate-/r/N/A

      \[\leadsto \frac{1}{\frac{a \cdot 2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} \cdot \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b \cdot b} \cdot \color{blue}{\left(\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} + b\right)}} \]
    4. associate-/r*N/A

      \[\leadsto \frac{\frac{1}{\frac{a \cdot 2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} \cdot \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b \cdot b}}}{\color{blue}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} + b}} \]
    5. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\frac{1}{\frac{a \cdot 2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} \cdot \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b \cdot b}}\right), \color{blue}{\left(\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} + b\right)}\right) \]
  6. Applied egg-rr57.7%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\frac{1}{\frac{a \cdot 2}{b \cdot b + \left(a \cdot \left(c \cdot -4\right) - b \cdot b\right)}}}{b + \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}}} \]
  7. Taylor expanded in a around 0

    \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\left(-2 \cdot c\right)}, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
  8. Step-by-step derivation
    1. *-lowering-*.f6499.6%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(\color{blue}{b}, \mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
  9. Simplified99.6%

    \[\leadsto \frac{\color{blue}{-2 \cdot c}}{b + \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}} \]
  10. Taylor expanded in a around 0

    \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \color{blue}{\left(-2 \cdot \frac{a \cdot c}{b} + 2 \cdot b\right)}\right) \]
  11. Step-by-step derivation
    1. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \left(2 \cdot b + \color{blue}{-2 \cdot \frac{a \cdot c}{b}}\right)\right) \]
    2. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(\left(2 \cdot b\right), \color{blue}{\left(-2 \cdot \frac{a \cdot c}{b}\right)}\right)\right) \]
    3. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(\left(b \cdot 2\right), \left(\color{blue}{-2} \cdot \frac{a \cdot c}{b}\right)\right)\right) \]
    4. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, 2\right), \left(\color{blue}{-2} \cdot \frac{a \cdot c}{b}\right)\right)\right) \]
    5. associate-*r/N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, 2\right), \left(\frac{-2 \cdot \left(a \cdot c\right)}{\color{blue}{b}}\right)\right)\right) \]
    6. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, 2\right), \mathsf{/.f64}\left(\left(-2 \cdot \left(a \cdot c\right)\right), \color{blue}{b}\right)\right)\right) \]
    7. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, 2\right), \mathsf{/.f64}\left(\left(\left(a \cdot c\right) \cdot -2\right), b\right)\right)\right) \]
    8. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, 2\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\left(a \cdot c\right), -2\right), b\right)\right)\right) \]
    9. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, 2\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\left(c \cdot a\right), -2\right), b\right)\right)\right) \]
    10. *-lowering-*.f6482.6%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, 2\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(c, a\right), -2\right), b\right)\right)\right) \]
  12. Simplified82.6%

    \[\leadsto \frac{-2 \cdot c}{\color{blue}{b \cdot 2 + \frac{\left(c \cdot a\right) \cdot -2}{b}}} \]
  13. Final simplification82.6%

    \[\leadsto \frac{-2 \cdot c}{b \cdot 2 + \frac{-2 \cdot \left(c \cdot a\right)}{b}} \]
  14. Add Preprocessing

Alternative 7: 81.9% accurate, 7.7× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \frac{-2 \cdot c}{b + \left(b + \frac{-2 \cdot \left(c \cdot a\right)}{b}\right)} \end{array} \]
(FPCore (a b c)
 :precision binary64
 (/ (* -2.0 c) (+ b (+ b (/ (* -2.0 (* c a)) b)))))
double code(double a, double b, double c) {
	return (-2.0 * c) / (b + (b + ((-2.0 * (c * a)) / b)));
}
real(8) function code(a, b, c)
    real(8), intent (in) :: a
    real(8), intent (in) :: b
    real(8), intent (in) :: c
    code = ((-2.0d0) * c) / (b + (b + (((-2.0d0) * (c * a)) / b)))
end function
public static double code(double a, double b, double c) {
	return (-2.0 * c) / (b + (b + ((-2.0 * (c * a)) / b)));
}
def code(a, b, c):
	return (-2.0 * c) / (b + (b + ((-2.0 * (c * a)) / b)))
function code(a, b, c)
	return Float64(Float64(-2.0 * c) / Float64(b + Float64(b + Float64(Float64(-2.0 * Float64(c * a)) / b))))
end
function tmp = code(a, b, c)
	tmp = (-2.0 * c) / (b + (b + ((-2.0 * (c * a)) / b)));
end
code[a_, b_, c_] := N[(N[(-2.0 * c), $MachinePrecision] / N[(b + N[(b + N[(N[(-2.0 * N[(c * a), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / b), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\frac{-2 \cdot c}{b + \left(b + \frac{-2 \cdot \left(c \cdot a\right)}{b}\right)}
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 56.0%

    \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a} \]
  2. Step-by-step derivation
    1. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\left(\mathsf{neg}\left(b\right)\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}\right), \color{blue}{\left(2 \cdot a\right)}\right) \]
    2. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c} + \left(\mathsf{neg}\left(b\right)\right)\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    3. unsub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c} - b\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    4. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}\right), b\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    5. sqrt-lowering-sqrt.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\left(b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    6. sub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\left(b \cdot b + \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    7. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left(b \cdot b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    8. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    9. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(a \cdot 4\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    10. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(a \cdot \left(4 \cdot c\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    11. distribute-rgt-neg-inN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(a \cdot \left(\mathsf{neg}\left(4 \cdot c\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    12. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(a \cdot \left(\mathsf{neg}\left(c \cdot 4\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    13. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(\mathsf{neg}\left(c \cdot 4\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    14. distribute-rgt-neg-inN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(c \cdot \left(\mathsf{neg}\left(4\right)\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    15. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, \left(\mathsf{neg}\left(4\right)\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    16. metadata-evalN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    17. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right), b\right), \left(a \cdot \color{blue}{2}\right)\right) \]
  3. Simplified56.0%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}{a \cdot 2}} \]
  4. Add Preprocessing
  5. Step-by-step derivation
    1. clear-numN/A

      \[\leadsto \frac{1}{\color{blue}{\frac{a \cdot 2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}}} \]
    2. flip--N/A

      \[\leadsto \frac{1}{\frac{a \cdot 2}{\frac{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} \cdot \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b \cdot b}{\color{blue}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} + b}}}} \]
    3. associate-/r/N/A

      \[\leadsto \frac{1}{\frac{a \cdot 2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} \cdot \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b \cdot b} \cdot \color{blue}{\left(\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} + b\right)}} \]
    4. associate-/r*N/A

      \[\leadsto \frac{\frac{1}{\frac{a \cdot 2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} \cdot \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b \cdot b}}}{\color{blue}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} + b}} \]
    5. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\frac{1}{\frac{a \cdot 2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} \cdot \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b \cdot b}}\right), \color{blue}{\left(\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} + b\right)}\right) \]
  6. Applied egg-rr57.7%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\frac{1}{\frac{a \cdot 2}{b \cdot b + \left(a \cdot \left(c \cdot -4\right) - b \cdot b\right)}}}{b + \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}}} \]
  7. Taylor expanded in a around 0

    \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\left(-2 \cdot c\right)}, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
  8. Step-by-step derivation
    1. *-lowering-*.f6499.6%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(\color{blue}{b}, \mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
  9. Simplified99.6%

    \[\leadsto \frac{\color{blue}{-2 \cdot c}}{b + \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}} \]
  10. Taylor expanded in a around 0

    \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \color{blue}{\left(b + -2 \cdot \frac{a \cdot c}{b}\right)}\right)\right) \]
  11. Step-by-step derivation
    1. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{+.f64}\left(b, \color{blue}{\left(-2 \cdot \frac{a \cdot c}{b}\right)}\right)\right)\right) \]
    2. associate-*r/N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{+.f64}\left(b, \left(\frac{-2 \cdot \left(a \cdot c\right)}{\color{blue}{b}}\right)\right)\right)\right) \]
    3. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{/.f64}\left(\left(-2 \cdot \left(a \cdot c\right)\right), \color{blue}{b}\right)\right)\right)\right) \]
    4. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{/.f64}\left(\left(\left(a \cdot c\right) \cdot -2\right), b\right)\right)\right)\right) \]
    5. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\left(a \cdot c\right), -2\right), b\right)\right)\right)\right) \]
    6. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\left(c \cdot a\right), -2\right), b\right)\right)\right)\right) \]
    7. *-lowering-*.f6482.5%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(-2, c\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(c, a\right), -2\right), b\right)\right)\right)\right) \]
  12. Simplified82.5%

    \[\leadsto \frac{-2 \cdot c}{b + \color{blue}{\left(b + \frac{\left(c \cdot a\right) \cdot -2}{b}\right)}} \]
  13. Final simplification82.5%

    \[\leadsto \frac{-2 \cdot c}{b + \left(b + \frac{-2 \cdot \left(c \cdot a\right)}{b}\right)} \]
  14. Add Preprocessing

Alternative 8: 81.8% accurate, 10.5× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \frac{\frac{c}{\frac{c}{b} - \frac{b}{a}}}{a} \end{array} \]
(FPCore (a b c) :precision binary64 (/ (/ c (- (/ c b) (/ b a))) a))
double code(double a, double b, double c) {
	return (c / ((c / b) - (b / a))) / a;
}
real(8) function code(a, b, c)
    real(8), intent (in) :: a
    real(8), intent (in) :: b
    real(8), intent (in) :: c
    code = (c / ((c / b) - (b / a))) / a
end function
public static double code(double a, double b, double c) {
	return (c / ((c / b) - (b / a))) / a;
}
def code(a, b, c):
	return (c / ((c / b) - (b / a))) / a
function code(a, b, c)
	return Float64(Float64(c / Float64(Float64(c / b) - Float64(b / a))) / a)
end
function tmp = code(a, b, c)
	tmp = (c / ((c / b) - (b / a))) / a;
end
code[a_, b_, c_] := N[(N[(c / N[(N[(c / b), $MachinePrecision] - N[(b / a), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / a), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\frac{\frac{c}{\frac{c}{b} - \frac{b}{a}}}{a}
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 56.0%

    \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a} \]
  2. Step-by-step derivation
    1. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\left(\mathsf{neg}\left(b\right)\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}\right), \color{blue}{\left(2 \cdot a\right)}\right) \]
    2. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c} + \left(\mathsf{neg}\left(b\right)\right)\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    3. unsub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c} - b\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    4. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}\right), b\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    5. sqrt-lowering-sqrt.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\left(b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    6. sub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\left(b \cdot b + \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    7. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left(b \cdot b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    8. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    9. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(a \cdot 4\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    10. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(a \cdot \left(4 \cdot c\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    11. distribute-rgt-neg-inN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(a \cdot \left(\mathsf{neg}\left(4 \cdot c\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    12. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(a \cdot \left(\mathsf{neg}\left(c \cdot 4\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    13. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(\mathsf{neg}\left(c \cdot 4\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    14. distribute-rgt-neg-inN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(c \cdot \left(\mathsf{neg}\left(4\right)\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    15. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, \left(\mathsf{neg}\left(4\right)\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    16. metadata-evalN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    17. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right), b\right), \left(a \cdot \color{blue}{2}\right)\right) \]
  3. Simplified56.0%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}{a \cdot 2}} \]
  4. Add Preprocessing
  5. Step-by-step derivation
    1. clear-numN/A

      \[\leadsto \frac{1}{\color{blue}{\frac{a \cdot 2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}}} \]
    2. associate-/l*N/A

      \[\leadsto \frac{1}{a \cdot \color{blue}{\frac{2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}}} \]
    3. associate-/r*N/A

      \[\leadsto \frac{\frac{1}{a}}{\color{blue}{\frac{2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}}} \]
    4. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\frac{1}{a}\right), \color{blue}{\left(\frac{2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}\right)}\right) \]
    5. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \left(\frac{\color{blue}{2}}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}\right)\right) \]
    6. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(2, \color{blue}{\left(\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b\right)}\right)\right) \]
    7. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}\right), \color{blue}{b}\right)\right)\right) \]
    8. sqrt-lowering-sqrt.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\left(b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
    9. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left(b \cdot b\right), \left(a \cdot \left(c \cdot -4\right)\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
    10. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(a \cdot \left(c \cdot -4\right)\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
    11. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(c \cdot -4\right)\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
    12. *-lowering-*.f6456.0%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
  6. Applied egg-rr56.0%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\frac{1}{a}}{\frac{2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}}} \]
  7. Taylor expanded in c around 0

    \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \color{blue}{\left(\frac{-1 \cdot \frac{b}{a} + \frac{c}{b}}{c}\right)}\right) \]
  8. Step-by-step derivation
    1. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(\left(-1 \cdot \frac{b}{a} + \frac{c}{b}\right), \color{blue}{c}\right)\right) \]
    2. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(\left(\frac{c}{b} + -1 \cdot \frac{b}{a}\right), c\right)\right) \]
    3. mul-1-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(\left(\frac{c}{b} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{b}{a}\right)\right)\right), c\right)\right) \]
    4. unsub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(\left(\frac{c}{b} - \frac{b}{a}\right), c\right)\right) \]
    5. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\left(\frac{c}{b}\right), \left(\frac{b}{a}\right)\right), c\right)\right) \]
    6. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(c, b\right), \left(\frac{b}{a}\right)\right), c\right)\right) \]
    7. /-lowering-/.f6482.3%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(c, b\right), \mathsf{/.f64}\left(b, a\right)\right), c\right)\right) \]
  9. Simplified82.3%

    \[\leadsto \frac{\frac{1}{a}}{\color{blue}{\frac{\frac{c}{b} - \frac{b}{a}}{c}}} \]
  10. Step-by-step derivation
    1. associate-/l/N/A

      \[\leadsto \frac{1}{\color{blue}{\frac{\frac{c}{b} - \frac{b}{a}}{c} \cdot a}} \]
    2. associate-/r*N/A

      \[\leadsto \frac{\frac{1}{\frac{\frac{c}{b} - \frac{b}{a}}{c}}}{\color{blue}{a}} \]
    3. clear-numN/A

      \[\leadsto \frac{\frac{c}{\frac{c}{b} - \frac{b}{a}}}{a} \]
    4. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\frac{c}{\frac{c}{b} - \frac{b}{a}}\right), \color{blue}{a}\right) \]
    5. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(c, \left(\frac{c}{b} - \frac{b}{a}\right)\right), a\right) \]
    6. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(c, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\frac{c}{b}\right), \left(\frac{b}{a}\right)\right)\right), a\right) \]
    7. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(c, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(c, b\right), \left(\frac{b}{a}\right)\right)\right), a\right) \]
    8. /-lowering-/.f6482.4%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(c, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(c, b\right), \mathsf{/.f64}\left(b, a\right)\right)\right), a\right) \]
  11. Applied egg-rr82.4%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\frac{c}{\frac{c}{b} - \frac{b}{a}}}{a}} \]
  12. Add Preprocessing

Alternative 9: 64.1% accurate, 23.2× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ 0 - \frac{c}{b} \end{array} \]
(FPCore (a b c) :precision binary64 (- 0.0 (/ c b)))
double code(double a, double b, double c) {
	return 0.0 - (c / b);
}
real(8) function code(a, b, c)
    real(8), intent (in) :: a
    real(8), intent (in) :: b
    real(8), intent (in) :: c
    code = 0.0d0 - (c / b)
end function
public static double code(double a, double b, double c) {
	return 0.0 - (c / b);
}
def code(a, b, c):
	return 0.0 - (c / b)
function code(a, b, c)
	return Float64(0.0 - Float64(c / b))
end
function tmp = code(a, b, c)
	tmp = 0.0 - (c / b);
end
code[a_, b_, c_] := N[(0.0 - N[(c / b), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
0 - \frac{c}{b}
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 56.0%

    \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a} \]
  2. Step-by-step derivation
    1. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\left(\mathsf{neg}\left(b\right)\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}\right), \color{blue}{\left(2 \cdot a\right)}\right) \]
    2. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c} + \left(\mathsf{neg}\left(b\right)\right)\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    3. unsub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c} - b\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    4. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}\right), b\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    5. sqrt-lowering-sqrt.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\left(b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    6. sub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\left(b \cdot b + \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    7. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left(b \cdot b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    8. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    9. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(a \cdot 4\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    10. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(a \cdot \left(4 \cdot c\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    11. distribute-rgt-neg-inN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(a \cdot \left(\mathsf{neg}\left(4 \cdot c\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    12. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(a \cdot \left(\mathsf{neg}\left(c \cdot 4\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    13. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(\mathsf{neg}\left(c \cdot 4\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    14. distribute-rgt-neg-inN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(c \cdot \left(\mathsf{neg}\left(4\right)\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    15. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, \left(\mathsf{neg}\left(4\right)\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    16. metadata-evalN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    17. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right), b\right), \left(a \cdot \color{blue}{2}\right)\right) \]
  3. Simplified56.0%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}{a \cdot 2}} \]
  4. Add Preprocessing
  5. Taylor expanded in b around inf

    \[\leadsto \color{blue}{-1 \cdot \frac{c}{b}} \]
  6. Step-by-step derivation
    1. mul-1-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{neg}\left(\frac{c}{b}\right) \]
    2. neg-sub0N/A

      \[\leadsto 0 - \color{blue}{\frac{c}{b}} \]
    3. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{\_.f64}\left(0, \color{blue}{\left(\frac{c}{b}\right)}\right) \]
    4. /-lowering-/.f6464.0%

      \[\leadsto \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{/.f64}\left(c, \color{blue}{b}\right)\right) \]
  7. Simplified64.0%

    \[\leadsto \color{blue}{0 - \frac{c}{b}} \]
  8. Step-by-step derivation
    1. sub0-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{neg}\left(\frac{c}{b}\right) \]
    2. neg-lowering-neg.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{neg.f64}\left(\left(\frac{c}{b}\right)\right) \]
    3. /-lowering-/.f6464.0%

      \[\leadsto \mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(c, b\right)\right) \]
  9. Applied egg-rr64.0%

    \[\leadsto \color{blue}{-\frac{c}{b}} \]
  10. Final simplification64.0%

    \[\leadsto 0 - \frac{c}{b} \]
  11. Add Preprocessing

Alternative 10: 1.6% accurate, 38.7× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \frac{b}{a} \end{array} \]
(FPCore (a b c) :precision binary64 (/ b a))
double code(double a, double b, double c) {
	return b / a;
}
real(8) function code(a, b, c)
    real(8), intent (in) :: a
    real(8), intent (in) :: b
    real(8), intent (in) :: c
    code = b / a
end function
public static double code(double a, double b, double c) {
	return b / a;
}
def code(a, b, c):
	return b / a
function code(a, b, c)
	return Float64(b / a)
end
function tmp = code(a, b, c)
	tmp = b / a;
end
code[a_, b_, c_] := N[(b / a), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\frac{b}{a}
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 56.0%

    \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a} \]
  2. Step-by-step derivation
    1. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\left(\mathsf{neg}\left(b\right)\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}\right), \color{blue}{\left(2 \cdot a\right)}\right) \]
    2. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c} + \left(\mathsf{neg}\left(b\right)\right)\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    3. unsub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c} - b\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    4. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}\right), b\right), \left(\color{blue}{2} \cdot a\right)\right) \]
    5. sqrt-lowering-sqrt.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\left(b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    6. sub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\left(b \cdot b + \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    7. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left(b \cdot b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    8. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(4 \cdot a\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    9. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(\left(a \cdot 4\right) \cdot c\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    10. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(\mathsf{neg}\left(a \cdot \left(4 \cdot c\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    11. distribute-rgt-neg-inN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(a \cdot \left(\mathsf{neg}\left(4 \cdot c\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    12. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(a \cdot \left(\mathsf{neg}\left(c \cdot 4\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    13. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(\mathsf{neg}\left(c \cdot 4\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    14. distribute-rgt-neg-inN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(c \cdot \left(\mathsf{neg}\left(4\right)\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    15. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, \left(\mathsf{neg}\left(4\right)\right)\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    16. metadata-evalN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right), b\right), \left(2 \cdot a\right)\right) \]
    17. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right), b\right), \left(a \cdot \color{blue}{2}\right)\right) \]
  3. Simplified56.0%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}{a \cdot 2}} \]
  4. Add Preprocessing
  5. Step-by-step derivation
    1. clear-numN/A

      \[\leadsto \frac{1}{\color{blue}{\frac{a \cdot 2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}}} \]
    2. associate-/l*N/A

      \[\leadsto \frac{1}{a \cdot \color{blue}{\frac{2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}}} \]
    3. associate-/r*N/A

      \[\leadsto \frac{\frac{1}{a}}{\color{blue}{\frac{2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}}} \]
    4. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\frac{1}{a}\right), \color{blue}{\left(\frac{2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}\right)}\right) \]
    5. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \left(\frac{\color{blue}{2}}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}\right)\right) \]
    6. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(2, \color{blue}{\left(\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b\right)}\right)\right) \]
    7. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}\right), \color{blue}{b}\right)\right)\right) \]
    8. sqrt-lowering-sqrt.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\left(b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
    9. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left(b \cdot b\right), \left(a \cdot \left(c \cdot -4\right)\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
    10. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \left(a \cdot \left(c \cdot -4\right)\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
    11. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(c \cdot -4\right)\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
    12. *-lowering-*.f6456.0%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
  6. Applied egg-rr56.0%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\frac{1}{a}}{\frac{2}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}}} \]
  7. Taylor expanded in c around 0

    \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \color{blue}{\left(\frac{-1 \cdot \frac{b}{a} + \frac{c}{b}}{c}\right)}\right) \]
  8. Step-by-step derivation
    1. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(\left(-1 \cdot \frac{b}{a} + \frac{c}{b}\right), \color{blue}{c}\right)\right) \]
    2. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(\left(\frac{c}{b} + -1 \cdot \frac{b}{a}\right), c\right)\right) \]
    3. mul-1-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(\left(\frac{c}{b} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{b}{a}\right)\right)\right), c\right)\right) \]
    4. unsub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(\left(\frac{c}{b} - \frac{b}{a}\right), c\right)\right) \]
    5. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\left(\frac{c}{b}\right), \left(\frac{b}{a}\right)\right), c\right)\right) \]
    6. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(c, b\right), \left(\frac{b}{a}\right)\right), c\right)\right) \]
    7. /-lowering-/.f6482.3%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, a\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(c, b\right), \mathsf{/.f64}\left(b, a\right)\right), c\right)\right) \]
  9. Simplified82.3%

    \[\leadsto \frac{\frac{1}{a}}{\color{blue}{\frac{\frac{c}{b} - \frac{b}{a}}{c}}} \]
  10. Taylor expanded in a around inf

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{b}{a}} \]
  11. Step-by-step derivation
    1. /-lowering-/.f641.6%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(b, \color{blue}{a}\right) \]
  12. Simplified1.6%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{b}{a}} \]
  13. Add Preprocessing

Reproduce

?
herbie shell --seed 2024150 
(FPCore (a b c)
  :name "Quadratic roots, narrow range"
  :precision binary64
  :pre (and (and (and (< 1.0536712127723509e-8 a) (< a 94906265.62425156)) (and (< 1.0536712127723509e-8 b) (< b 94906265.62425156))) (and (< 1.0536712127723509e-8 c) (< c 94906265.62425156)))
  (/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4.0 a) c)))) (* 2.0 a)))