Quadratic roots, wide range

Percentage Accurate: 17.7% → 99.9%
Time: 16.5s
Alternatives: 11
Speedup: 23.2×

Specification

?
\[\left(\left(4.930380657631324 \cdot 10^{-32} < a \land a < 2.028240960365167 \cdot 10^{+31}\right) \land \left(4.930380657631324 \cdot 10^{-32} < b \land b < 2.028240960365167 \cdot 10^{+31}\right)\right) \land \left(4.930380657631324 \cdot 10^{-32} < c \land c < 2.028240960365167 \cdot 10^{+31}\right)\]
\[\begin{array}{l} \\ \frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a} \end{array} \]
(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 11 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: 17.7% 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: 99.9% accurate, 1.0× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \frac{c \cdot -2}{b + \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}} \end{array} \]
(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(Float64(c * -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[(N[(c * -2.0), $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{c \cdot -2}{b + \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}}
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 18.5%

    \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a} \]
  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. Simplified18.5%

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

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} \cdot \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b \cdot b\right), \color{blue}{\left(\frac{\frac{1}{a \cdot 2}}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} + b}\right)}\right) \]
  6. Applied egg-rr19.3%

    \[\leadsto \color{blue}{\left(b \cdot b + \left(a \cdot \left(c \cdot -4\right) - b \cdot b\right)\right) \cdot \frac{\frac{0.5}{a}}{b + \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}}} \]
  7. Taylor expanded in b around 0

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(c, a\right), -4\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\frac{1}{2}}, a\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
  9. Simplified99.4%

    \[\leadsto \color{blue}{\left(\left(c \cdot a\right) \cdot -4\right)} \cdot \frac{\frac{0.5}{a}}{b + \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}} \]
  10. Step-by-step derivation
    1. associate-*r/N/A

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\left(\left(a \cdot c\right) \cdot -4\right) \cdot \frac{\frac{1}{2}}{a}\right), \left(b + \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}\right)\right) \]
    4. associate-*r*N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\left(a \cdot \left(c \cdot -4\right)\right) \cdot \frac{\frac{1}{2}}{a}\right), \left(b + \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}\right)\right) \]
    5. associate-*r/N/A

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

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right), \frac{1}{2}\right), a\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \color{blue}{\left(\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}\right)}\right)\right) \]
    11. rem-square-sqrtN/A

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right), \frac{1}{2}\right), a\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{sqrt.f64}\left(\left(\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} \cdot \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}\right)\right)\right)\right) \]
    13. rem-square-sqrtN/A

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right), \frac{1}{2}\right), a\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(c \cdot -4\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    17. *-lowering-*.f6499.7%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right), \frac{1}{2}\right), a\right), \mathsf{+.f64}\left(b, \mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
  11. Applied egg-rr99.7%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\frac{\left(a \cdot \left(c \cdot -4\right)\right) \cdot 0.5}{a}}{b + \sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)}}} \]
  12. Taylor expanded in a around 0

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(c \cdot -2\right), \mathsf{+.f64}\left(\color{blue}{b}, \mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    2. *-lowering-*.f6499.9%

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

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

Alternative 2: 97.8% accurate, 1.7× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} t_0 := b \cdot \left(b \cdot \left(b \cdot b\right)\right)\\ \frac{\frac{-2 \cdot \left(a \cdot \left(a \cdot \left(c \cdot \left(c \cdot c\right)\right)\right)\right)}{t\_0} + \left(\frac{-0.25 \cdot \left(\left(a \cdot \left(a \cdot \left(a \cdot a\right)\right)\right) \cdot \left(\left(c \cdot c\right) \cdot \left(\left(c \cdot c\right) \cdot 20\right)\right)\right)}{a \cdot \left(\left(b \cdot b\right) \cdot t\_0\right)} - \frac{a \cdot \left(c \cdot c\right)}{b \cdot b}\right)}{b} - \frac{c}{b} \end{array} \end{array} \]
(FPCore (a b c)
 :precision binary64
 (let* ((t_0 (* b (* b (* b b)))))
   (-
    (/
     (+
      (/ (* -2.0 (* a (* a (* c (* c c))))) t_0)
      (-
       (/
        (* -0.25 (* (* a (* a (* a a))) (* (* c c) (* (* c c) 20.0))))
        (* a (* (* b b) t_0)))
       (/ (* a (* c c)) (* b b))))
     b)
    (/ c b))))
double code(double a, double b, double c) {
	double t_0 = b * (b * (b * b));
	return ((((-2.0 * (a * (a * (c * (c * c))))) / t_0) + (((-0.25 * ((a * (a * (a * a))) * ((c * c) * ((c * c) * 20.0)))) / (a * ((b * b) * t_0))) - ((a * (c * c)) / (b * b)))) / b) - (c / b);
}
real(8) function code(a, b, c)
    real(8), intent (in) :: a
    real(8), intent (in) :: b
    real(8), intent (in) :: c
    real(8) :: t_0
    t_0 = b * (b * (b * b))
    code = (((((-2.0d0) * (a * (a * (c * (c * c))))) / t_0) + ((((-0.25d0) * ((a * (a * (a * a))) * ((c * c) * ((c * c) * 20.0d0)))) / (a * ((b * b) * t_0))) - ((a * (c * c)) / (b * b)))) / b) - (c / b)
end function
public static double code(double a, double b, double c) {
	double t_0 = b * (b * (b * b));
	return ((((-2.0 * (a * (a * (c * (c * c))))) / t_0) + (((-0.25 * ((a * (a * (a * a))) * ((c * c) * ((c * c) * 20.0)))) / (a * ((b * b) * t_0))) - ((a * (c * c)) / (b * b)))) / b) - (c / b);
}
def code(a, b, c):
	t_0 = b * (b * (b * b))
	return ((((-2.0 * (a * (a * (c * (c * c))))) / t_0) + (((-0.25 * ((a * (a * (a * a))) * ((c * c) * ((c * c) * 20.0)))) / (a * ((b * b) * t_0))) - ((a * (c * c)) / (b * b)))) / b) - (c / b)
function code(a, b, c)
	t_0 = Float64(b * Float64(b * Float64(b * b)))
	return Float64(Float64(Float64(Float64(Float64(-2.0 * Float64(a * Float64(a * Float64(c * Float64(c * c))))) / t_0) + Float64(Float64(Float64(-0.25 * Float64(Float64(a * Float64(a * Float64(a * a))) * Float64(Float64(c * c) * Float64(Float64(c * c) * 20.0)))) / Float64(a * Float64(Float64(b * b) * t_0))) - Float64(Float64(a * Float64(c * c)) / Float64(b * b)))) / b) - Float64(c / b))
end
function tmp = code(a, b, c)
	t_0 = b * (b * (b * b));
	tmp = ((((-2.0 * (a * (a * (c * (c * c))))) / t_0) + (((-0.25 * ((a * (a * (a * a))) * ((c * c) * ((c * c) * 20.0)))) / (a * ((b * b) * t_0))) - ((a * (c * c)) / (b * b)))) / b) - (c / b);
end
code[a_, b_, c_] := Block[{t$95$0 = N[(b * N[(b * N[(b * b), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]}, N[(N[(N[(N[(N[(-2.0 * N[(a * N[(a * N[(c * N[(c * c), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / t$95$0), $MachinePrecision] + N[(N[(N[(-0.25 * N[(N[(a * N[(a * N[(a * a), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] * N[(N[(c * c), $MachinePrecision] * N[(N[(c * c), $MachinePrecision] * 20.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / N[(a * N[(N[(b * b), $MachinePrecision] * t$95$0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] - N[(N[(a * N[(c * c), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / N[(b * b), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / b), $MachinePrecision] - N[(c / b), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}

\\
\begin{array}{l}
t_0 := b \cdot \left(b \cdot \left(b \cdot b\right)\right)\\
\frac{\frac{-2 \cdot \left(a \cdot \left(a \cdot \left(c \cdot \left(c \cdot c\right)\right)\right)\right)}{t\_0} + \left(\frac{-0.25 \cdot \left(\left(a \cdot \left(a \cdot \left(a \cdot a\right)\right)\right) \cdot \left(\left(c \cdot c\right) \cdot \left(\left(c \cdot c\right) \cdot 20\right)\right)\right)}{a \cdot \left(\left(b \cdot b\right) \cdot t\_0\right)} - \frac{a \cdot \left(c \cdot c\right)}{b \cdot b}\right)}{b} - \frac{c}{b}
\end{array}
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 18.5%

    \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a} \]
  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. Simplified18.5%

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

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{-2 \cdot \frac{{a}^{2} \cdot {c}^{3}}{{b}^{4}} + \left(-1 \cdot c + \left(-1 \cdot \frac{a \cdot {c}^{2}}{{b}^{2}} + \frac{-1}{4} \cdot \frac{4 \cdot \left({a}^{4} \cdot {c}^{4}\right) + 16 \cdot \left({a}^{4} \cdot {c}^{4}\right)}{a \cdot {b}^{6}}\right)\right)}{b}} \]
  6. Simplified98.3%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\frac{\left(-2 \cdot \left(a \cdot a\right)\right) \cdot \left(c \cdot \left(c \cdot c\right)\right)}{{b}^{4}} + \left(\left(-0.25 \cdot \frac{{a}^{4} \cdot \left({c}^{4} \cdot 20\right)}{a \cdot {b}^{6}} - \frac{a \cdot \left(c \cdot c\right)}{b \cdot b}\right) - c\right)}{b}} \]
  7. Applied egg-rr98.3%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\frac{-2 \cdot \left(a \cdot \left(a \cdot \left(c \cdot \left(c \cdot c\right)\right)\right)\right)}{b \cdot \left(b \cdot \left(b \cdot b\right)\right)} + \left(\frac{-0.25 \cdot \left(\left(a \cdot \left(a \cdot \left(a \cdot a\right)\right)\right) \cdot \left(\left(c \cdot c\right) \cdot \left(\left(c \cdot c\right) \cdot 20\right)\right)\right)}{a \cdot \left(\left(b \cdot b\right) \cdot \left(b \cdot \left(b \cdot \left(b \cdot b\right)\right)\right)\right)} - \frac{a \cdot \left(c \cdot c\right)}{b \cdot b}\right)}{b} - \frac{c}{b}} \]
  8. Add Preprocessing

Alternative 3: 97.8% accurate, 1.7× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} t_0 := b \cdot \left(b \cdot \left(b \cdot b\right)\right)\\ \frac{\left(\frac{-2 \cdot \left(a \cdot \left(a \cdot \left(c \cdot \left(c \cdot c\right)\right)\right)\right)}{t\_0} + \left(\frac{-0.25 \cdot \left(\left(a \cdot \left(a \cdot \left(a \cdot a\right)\right)\right) \cdot \left(\left(c \cdot c\right) \cdot \left(\left(c \cdot c\right) \cdot 20\right)\right)\right)}{a \cdot \left(\left(b \cdot b\right) \cdot t\_0\right)} - \frac{a \cdot \left(c \cdot c\right)}{b \cdot b}\right)\right) - c}{b} \end{array} \end{array} \]
(FPCore (a b c)
 :precision binary64
 (let* ((t_0 (* b (* b (* b b)))))
   (/
    (-
     (+
      (/ (* -2.0 (* a (* a (* c (* c c))))) t_0)
      (-
       (/
        (* -0.25 (* (* a (* a (* a a))) (* (* c c) (* (* c c) 20.0))))
        (* a (* (* b b) t_0)))
       (/ (* a (* c c)) (* b b))))
     c)
    b)))
double code(double a, double b, double c) {
	double t_0 = b * (b * (b * b));
	return ((((-2.0 * (a * (a * (c * (c * c))))) / t_0) + (((-0.25 * ((a * (a * (a * a))) * ((c * c) * ((c * c) * 20.0)))) / (a * ((b * b) * t_0))) - ((a * (c * c)) / (b * b)))) - c) / b;
}
real(8) function code(a, b, c)
    real(8), intent (in) :: a
    real(8), intent (in) :: b
    real(8), intent (in) :: c
    real(8) :: t_0
    t_0 = b * (b * (b * b))
    code = (((((-2.0d0) * (a * (a * (c * (c * c))))) / t_0) + ((((-0.25d0) * ((a * (a * (a * a))) * ((c * c) * ((c * c) * 20.0d0)))) / (a * ((b * b) * t_0))) - ((a * (c * c)) / (b * b)))) - c) / b
end function
public static double code(double a, double b, double c) {
	double t_0 = b * (b * (b * b));
	return ((((-2.0 * (a * (a * (c * (c * c))))) / t_0) + (((-0.25 * ((a * (a * (a * a))) * ((c * c) * ((c * c) * 20.0)))) / (a * ((b * b) * t_0))) - ((a * (c * c)) / (b * b)))) - c) / b;
}
def code(a, b, c):
	t_0 = b * (b * (b * b))
	return ((((-2.0 * (a * (a * (c * (c * c))))) / t_0) + (((-0.25 * ((a * (a * (a * a))) * ((c * c) * ((c * c) * 20.0)))) / (a * ((b * b) * t_0))) - ((a * (c * c)) / (b * b)))) - c) / b
function code(a, b, c)
	t_0 = Float64(b * Float64(b * Float64(b * b)))
	return Float64(Float64(Float64(Float64(Float64(-2.0 * Float64(a * Float64(a * Float64(c * Float64(c * c))))) / t_0) + Float64(Float64(Float64(-0.25 * Float64(Float64(a * Float64(a * Float64(a * a))) * Float64(Float64(c * c) * Float64(Float64(c * c) * 20.0)))) / Float64(a * Float64(Float64(b * b) * t_0))) - Float64(Float64(a * Float64(c * c)) / Float64(b * b)))) - c) / b)
end
function tmp = code(a, b, c)
	t_0 = b * (b * (b * b));
	tmp = ((((-2.0 * (a * (a * (c * (c * c))))) / t_0) + (((-0.25 * ((a * (a * (a * a))) * ((c * c) * ((c * c) * 20.0)))) / (a * ((b * b) * t_0))) - ((a * (c * c)) / (b * b)))) - c) / b;
end
code[a_, b_, c_] := Block[{t$95$0 = N[(b * N[(b * N[(b * b), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]}, N[(N[(N[(N[(N[(-2.0 * N[(a * N[(a * N[(c * N[(c * c), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / t$95$0), $MachinePrecision] + N[(N[(N[(-0.25 * N[(N[(a * N[(a * N[(a * a), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] * N[(N[(c * c), $MachinePrecision] * N[(N[(c * c), $MachinePrecision] * 20.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / N[(a * N[(N[(b * b), $MachinePrecision] * t$95$0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] - N[(N[(a * N[(c * c), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / N[(b * b), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] - c), $MachinePrecision] / b), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}

\\
\begin{array}{l}
t_0 := b \cdot \left(b \cdot \left(b \cdot b\right)\right)\\
\frac{\left(\frac{-2 \cdot \left(a \cdot \left(a \cdot \left(c \cdot \left(c \cdot c\right)\right)\right)\right)}{t\_0} + \left(\frac{-0.25 \cdot \left(\left(a \cdot \left(a \cdot \left(a \cdot a\right)\right)\right) \cdot \left(\left(c \cdot c\right) \cdot \left(\left(c \cdot c\right) \cdot 20\right)\right)\right)}{a \cdot \left(\left(b \cdot b\right) \cdot t\_0\right)} - \frac{a \cdot \left(c \cdot c\right)}{b \cdot b}\right)\right) - c}{b}
\end{array}
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 18.5%

    \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a} \]
  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. Simplified18.5%

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

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{-2 \cdot \frac{{a}^{2} \cdot {c}^{3}}{{b}^{4}} + \left(-1 \cdot c + \left(-1 \cdot \frac{a \cdot {c}^{2}}{{b}^{2}} + \frac{-1}{4} \cdot \frac{4 \cdot \left({a}^{4} \cdot {c}^{4}\right) + 16 \cdot \left({a}^{4} \cdot {c}^{4}\right)}{a \cdot {b}^{6}}\right)\right)}{b}} \]
  6. Simplified98.3%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\frac{\left(-2 \cdot \left(a \cdot a\right)\right) \cdot \left(c \cdot \left(c \cdot c\right)\right)}{{b}^{4}} + \left(\left(-0.25 \cdot \frac{{a}^{4} \cdot \left({c}^{4} \cdot 20\right)}{a \cdot {b}^{6}} - \frac{a \cdot \left(c \cdot c\right)}{b \cdot b}\right) - c\right)}{b}} \]
  7. Applied egg-rr98.3%

    \[\leadsto \frac{\color{blue}{\left(\frac{-2 \cdot \left(a \cdot \left(a \cdot \left(c \cdot \left(c \cdot c\right)\right)\right)\right)}{b \cdot \left(b \cdot \left(b \cdot b\right)\right)} + \left(\frac{-0.25 \cdot \left(\left(a \cdot \left(a \cdot \left(a \cdot a\right)\right)\right) \cdot \left(\left(c \cdot c\right) \cdot \left(\left(c \cdot c\right) \cdot 20\right)\right)\right)}{a \cdot \left(\left(b \cdot b\right) \cdot \left(b \cdot \left(b \cdot \left(b \cdot b\right)\right)\right)\right)} - \frac{a \cdot \left(c \cdot c\right)}{b \cdot b}\right)\right) - c}}{b} \]
  8. Add Preprocessing

Alternative 4: 96.9% accurate, 4.3× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \frac{0.5}{\frac{1}{\frac{c}{b \cdot -0.5}} + a \cdot \left(\frac{0.5}{b} - a \cdot \left(-0.5 \cdot \frac{c}{b \cdot \left(b \cdot b\right)}\right)\right)} \end{array} \]
(FPCore (a b c)
 :precision binary64
 (/
  0.5
  (+
   (/ 1.0 (/ c (* b -0.5)))
   (* a (- (/ 0.5 b) (* a (* -0.5 (/ c (* b (* b b))))))))))
double code(double a, double b, double c) {
	return 0.5 / ((1.0 / (c / (b * -0.5))) + (a * ((0.5 / b) - (a * (-0.5 * (c / (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 = 0.5d0 / ((1.0d0 / (c / (b * (-0.5d0)))) + (a * ((0.5d0 / b) - (a * ((-0.5d0) * (c / (b * (b * b))))))))
end function
public static double code(double a, double b, double c) {
	return 0.5 / ((1.0 / (c / (b * -0.5))) + (a * ((0.5 / b) - (a * (-0.5 * (c / (b * (b * b))))))));
}
def code(a, b, c):
	return 0.5 / ((1.0 / (c / (b * -0.5))) + (a * ((0.5 / b) - (a * (-0.5 * (c / (b * (b * b))))))))
function code(a, b, c)
	return Float64(0.5 / Float64(Float64(1.0 / Float64(c / Float64(b * -0.5))) + Float64(a * Float64(Float64(0.5 / b) - Float64(a * Float64(-0.5 * Float64(c / Float64(b * Float64(b * b)))))))))
end
function tmp = code(a, b, c)
	tmp = 0.5 / ((1.0 / (c / (b * -0.5))) + (a * ((0.5 / b) - (a * (-0.5 * (c / (b * (b * b))))))));
end
code[a_, b_, c_] := N[(0.5 / N[(N[(1.0 / N[(c / N[(b * -0.5), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + N[(a * N[(N[(0.5 / b), $MachinePrecision] - N[(a * N[(-0.5 * N[(c / N[(b * N[(b * b), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\frac{0.5}{\frac{1}{\frac{c}{b \cdot -0.5}} + a \cdot \left(\frac{0.5}{b} - a \cdot \left(-0.5 \cdot \frac{c}{b \cdot \left(b \cdot b\right)}\right)\right)}
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 18.5%

    \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a} \]
  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. Simplified18.5%

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{/.f64}\left(a, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(c \cdot -4\right)\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
    13. *-lowering-*.f6418.5%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{/.f64}\left(a, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
  6. Applied egg-rr18.5%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{0.5}{\frac{a}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}}} \]
  7. Taylor expanded in a around 0

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{+.f64}\left(\left(\frac{-1}{2} \cdot \frac{b}{c}\right), \color{blue}{\left(a \cdot \left(-1 \cdot \left(a \cdot \left(-1 \cdot \frac{c}{{b}^{3}} + \frac{1}{2} \cdot \frac{c}{{b}^{3}}\right)\right) + \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{b}\right)\right)}\right)\right) \]
    2. associate-*r/N/A

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\left(\frac{-1}{2} \cdot b\right), c\right), \left(\color{blue}{a} \cdot \left(-1 \cdot \left(a \cdot \left(-1 \cdot \frac{c}{{b}^{3}} + \frac{1}{2} \cdot \frac{c}{{b}^{3}}\right)\right) + \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{b}\right)\right)\right)\right) \]
    4. *-commutativeN/A

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, \frac{-1}{2}\right), c\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \color{blue}{\left(-1 \cdot \left(a \cdot \left(-1 \cdot \frac{c}{{b}^{3}} + \frac{1}{2} \cdot \frac{c}{{b}^{3}}\right)\right) + \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{b}\right)}\right)\right)\right) \]
    7. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, \frac{-1}{2}\right), c\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{b} + \color{blue}{-1 \cdot \left(a \cdot \left(-1 \cdot \frac{c}{{b}^{3}} + \frac{1}{2} \cdot \frac{c}{{b}^{3}}\right)\right)}\right)\right)\right)\right) \]
    8. mul-1-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, \frac{-1}{2}\right), c\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{b} + \left(\mathsf{neg}\left(a \cdot \left(-1 \cdot \frac{c}{{b}^{3}} + \frac{1}{2} \cdot \frac{c}{{b}^{3}}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    9. unsub-negN/A

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, \frac{-1}{2}\right), c\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{b}\right), \color{blue}{\left(a \cdot \left(-1 \cdot \frac{c}{{b}^{3}} + \frac{1}{2} \cdot \frac{c}{{b}^{3}}\right)\right)}\right)\right)\right)\right) \]
    11. associate-*r/N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, \frac{-1}{2}\right), c\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\frac{\frac{1}{2} \cdot 1}{b}\right), \left(\color{blue}{a} \cdot \left(-1 \cdot \frac{c}{{b}^{3}} + \frac{1}{2} \cdot \frac{c}{{b}^{3}}\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    12. metadata-evalN/A

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, \frac{-1}{2}\right), c\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \color{blue}{\left(-1 \cdot \frac{c}{{b}^{3}} + \frac{1}{2} \cdot \frac{c}{{b}^{3}}\right)}\right)\right)\right)\right)\right) \]
  9. Simplified97.3%

    \[\leadsto \frac{0.5}{\color{blue}{\frac{b \cdot -0.5}{c} + a \cdot \left(\frac{0.5}{b} - a \cdot \left(\frac{c}{b \cdot \left(b \cdot b\right)} \cdot -0.5\right)\right)}} \]
  10. Step-by-step derivation
    1. clear-numN/A

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, \mathsf{/.f64}\left(c, \left(b \cdot \frac{-1}{2}\right)\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(c, \mathsf{*.f64}\left(b, \mathsf{*.f64}\left(b, b\right)\right)\right), \frac{-1}{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    4. *-lowering-*.f6497.4%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(1, \mathsf{/.f64}\left(c, \mathsf{*.f64}\left(b, \frac{-1}{2}\right)\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(c, \mathsf{*.f64}\left(b, \mathsf{*.f64}\left(b, b\right)\right)\right), \frac{-1}{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
  11. Applied egg-rr97.4%

    \[\leadsto \frac{0.5}{\color{blue}{\frac{1}{\frac{c}{b \cdot -0.5}}} + a \cdot \left(\frac{0.5}{b} - a \cdot \left(\frac{c}{b \cdot \left(b \cdot b\right)} \cdot -0.5\right)\right)} \]
  12. Final simplification97.4%

    \[\leadsto \frac{0.5}{\frac{1}{\frac{c}{b \cdot -0.5}} + a \cdot \left(\frac{0.5}{b} - a \cdot \left(-0.5 \cdot \frac{c}{b \cdot \left(b \cdot b\right)}\right)\right)} \]
  13. Add Preprocessing

Alternative 5: 96.8% accurate, 5.0× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \frac{0.5}{\frac{b \cdot -0.5}{c} + \frac{0.5 \cdot \left(a + \frac{c \cdot \left(a \cdot a\right)}{b \cdot b}\right)}{b}} \end{array} \]
(FPCore (a b c)
 :precision binary64
 (/ 0.5 (+ (/ (* b -0.5) c) (/ (* 0.5 (+ a (/ (* c (* a a)) (* b b)))) b))))
double code(double a, double b, double c) {
	return 0.5 / (((b * -0.5) / c) + ((0.5 * (a + ((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 = 0.5d0 / (((b * (-0.5d0)) / c) + ((0.5d0 * (a + ((c * (a * a)) / (b * b)))) / b))
end function
public static double code(double a, double b, double c) {
	return 0.5 / (((b * -0.5) / c) + ((0.5 * (a + ((c * (a * a)) / (b * b)))) / b));
}
def code(a, b, c):
	return 0.5 / (((b * -0.5) / c) + ((0.5 * (a + ((c * (a * a)) / (b * b)))) / b))
function code(a, b, c)
	return Float64(0.5 / Float64(Float64(Float64(b * -0.5) / c) + Float64(Float64(0.5 * Float64(a + Float64(Float64(c * Float64(a * a)) / Float64(b * b)))) / b)))
end
function tmp = code(a, b, c)
	tmp = 0.5 / (((b * -0.5) / c) + ((0.5 * (a + ((c * (a * a)) / (b * b)))) / b));
end
code[a_, b_, c_] := N[(0.5 / N[(N[(N[(b * -0.5), $MachinePrecision] / c), $MachinePrecision] + N[(N[(0.5 * N[(a + N[(N[(c * N[(a * a), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / N[(b * b), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / b), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\frac{0.5}{\frac{b \cdot -0.5}{c} + \frac{0.5 \cdot \left(a + \frac{c \cdot \left(a \cdot a\right)}{b \cdot b}\right)}{b}}
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 18.5%

    \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a} \]
  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. Simplified18.5%

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{/.f64}\left(a, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(c \cdot -4\right)\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
    13. *-lowering-*.f6418.5%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{/.f64}\left(a, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
  6. Applied egg-rr18.5%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{0.5}{\frac{a}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}}} \]
  7. Taylor expanded in a around 0

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{+.f64}\left(\left(\frac{-1}{2} \cdot \frac{b}{c}\right), \color{blue}{\left(a \cdot \left(-1 \cdot \left(a \cdot \left(-1 \cdot \frac{c}{{b}^{3}} + \frac{1}{2} \cdot \frac{c}{{b}^{3}}\right)\right) + \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{b}\right)\right)}\right)\right) \]
    2. associate-*r/N/A

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\left(\frac{-1}{2} \cdot b\right), c\right), \left(\color{blue}{a} \cdot \left(-1 \cdot \left(a \cdot \left(-1 \cdot \frac{c}{{b}^{3}} + \frac{1}{2} \cdot \frac{c}{{b}^{3}}\right)\right) + \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{b}\right)\right)\right)\right) \]
    4. *-commutativeN/A

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, \frac{-1}{2}\right), c\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \color{blue}{\left(-1 \cdot \left(a \cdot \left(-1 \cdot \frac{c}{{b}^{3}} + \frac{1}{2} \cdot \frac{c}{{b}^{3}}\right)\right) + \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{b}\right)}\right)\right)\right) \]
    7. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, \frac{-1}{2}\right), c\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{b} + \color{blue}{-1 \cdot \left(a \cdot \left(-1 \cdot \frac{c}{{b}^{3}} + \frac{1}{2} \cdot \frac{c}{{b}^{3}}\right)\right)}\right)\right)\right)\right) \]
    8. mul-1-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, \frac{-1}{2}\right), c\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{b} + \left(\mathsf{neg}\left(a \cdot \left(-1 \cdot \frac{c}{{b}^{3}} + \frac{1}{2} \cdot \frac{c}{{b}^{3}}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    9. unsub-negN/A

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, \frac{-1}{2}\right), c\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{b}\right), \color{blue}{\left(a \cdot \left(-1 \cdot \frac{c}{{b}^{3}} + \frac{1}{2} \cdot \frac{c}{{b}^{3}}\right)\right)}\right)\right)\right)\right) \]
    11. associate-*r/N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, \frac{-1}{2}\right), c\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\frac{\frac{1}{2} \cdot 1}{b}\right), \left(\color{blue}{a} \cdot \left(-1 \cdot \frac{c}{{b}^{3}} + \frac{1}{2} \cdot \frac{c}{{b}^{3}}\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    12. metadata-evalN/A

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, \frac{-1}{2}\right), c\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \color{blue}{\left(-1 \cdot \frac{c}{{b}^{3}} + \frac{1}{2} \cdot \frac{c}{{b}^{3}}\right)}\right)\right)\right)\right)\right) \]
  9. Simplified97.3%

    \[\leadsto \frac{0.5}{\color{blue}{\frac{b \cdot -0.5}{c} + a \cdot \left(\frac{0.5}{b} - a \cdot \left(\frac{c}{b \cdot \left(b \cdot b\right)} \cdot -0.5\right)\right)}} \]
  10. Taylor expanded in b around inf

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, \frac{-1}{2}\right), c\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{+.f64}\left(a, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{*.f64}\left(a, a\right)\right), \left(b \cdot b\right)\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
    11. *-lowering-*.f6497.3%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, \frac{-1}{2}\right), c\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{+.f64}\left(a, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(c, \mathsf{*.f64}\left(a, a\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(b, b\right)\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
  12. Simplified97.3%

    \[\leadsto \frac{0.5}{\frac{b \cdot -0.5}{c} + \color{blue}{\frac{0.5 \cdot \left(a + \frac{c \cdot \left(a \cdot a\right)}{b \cdot b}\right)}{b}}} \]
  13. Add Preprocessing

Alternative 6: 95.6% accurate, 7.7× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \frac{c \cdot 0.5}{b \cdot -0.5 + \frac{a \cdot \left(c \cdot 0.5\right)}{b}} \end{array} \]
(FPCore (a b c)
 :precision binary64
 (/ (* c 0.5) (+ (* b -0.5) (/ (* a (* c 0.5)) b))))
double code(double a, double b, double c) {
	return (c * 0.5) / ((b * -0.5) + ((a * (c * 0.5)) / b));
}
real(8) function code(a, b, c)
    real(8), intent (in) :: a
    real(8), intent (in) :: b
    real(8), intent (in) :: c
    code = (c * 0.5d0) / ((b * (-0.5d0)) + ((a * (c * 0.5d0)) / b))
end function
public static double code(double a, double b, double c) {
	return (c * 0.5) / ((b * -0.5) + ((a * (c * 0.5)) / b));
}
def code(a, b, c):
	return (c * 0.5) / ((b * -0.5) + ((a * (c * 0.5)) / b))
function code(a, b, c)
	return Float64(Float64(c * 0.5) / Float64(Float64(b * -0.5) + Float64(Float64(a * Float64(c * 0.5)) / b)))
end
function tmp = code(a, b, c)
	tmp = (c * 0.5) / ((b * -0.5) + ((a * (c * 0.5)) / b));
end
code[a_, b_, c_] := N[(N[(c * 0.5), $MachinePrecision] / N[(N[(b * -0.5), $MachinePrecision] + N[(N[(a * N[(c * 0.5), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / b), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\frac{c \cdot 0.5}{b \cdot -0.5 + \frac{a \cdot \left(c \cdot 0.5\right)}{b}}
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 18.5%

    \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a} \]
  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. Simplified18.5%

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{/.f64}\left(a, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(c \cdot -4\right)\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
    13. *-lowering-*.f6418.5%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{/.f64}\left(a, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
  6. Applied egg-rr18.5%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{0.5}{\frac{a}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}}} \]
  7. Taylor expanded in c around 0

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, \frac{-1}{2}\right), \left(\frac{1}{2} \cdot \frac{a \cdot c}{b}\right)\right), c\right)\right) \]
    5. associate-*r/N/A

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \left(c \cdot a\right)\right), b\right)\right), c\right)\right) \]
    9. *-lowering-*.f6495.3%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(c, a\right)\right), b\right)\right), c\right)\right) \]
  9. Simplified95.3%

    \[\leadsto \frac{0.5}{\color{blue}{\frac{b \cdot -0.5 + \frac{0.5 \cdot \left(c \cdot a\right)}{b}}{c}}} \]
  10. Step-by-step derivation
    1. associate-/r/N/A

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(c, \frac{1}{2}\right), \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(a, \left(c \cdot \frac{1}{2}\right)\right), b\right)\right)\right) \]
    13. *-lowering-*.f6495.5%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(c, \frac{1}{2}\right), \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, \frac{1}{2}\right)\right), b\right)\right)\right) \]
  11. Applied egg-rr95.5%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{c \cdot 0.5}{b \cdot -0.5 + \frac{a \cdot \left(c \cdot 0.5\right)}{b}}} \]
  12. Add Preprocessing

Alternative 7: 95.4% accurate, 7.7× speedup?

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

\\
\frac{\left(0 - c\right) - \frac{a \cdot \left(c \cdot c\right)}{b \cdot b}}{b}
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 18.5%

    \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a} \]
  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. Simplified18.5%

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

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{-2 \cdot \frac{{a}^{2} \cdot {c}^{3}}{{b}^{4}} + \left(-1 \cdot c + \left(-1 \cdot \frac{a \cdot {c}^{2}}{{b}^{2}} + \frac{-1}{4} \cdot \frac{4 \cdot \left({a}^{4} \cdot {c}^{4}\right) + 16 \cdot \left({a}^{4} \cdot {c}^{4}\right)}{a \cdot {b}^{6}}\right)\right)}{b}} \]
  6. Simplified98.3%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\frac{\left(-2 \cdot \left(a \cdot a\right)\right) \cdot \left(c \cdot \left(c \cdot c\right)\right)}{{b}^{4}} + \left(\left(-0.25 \cdot \frac{{a}^{4} \cdot \left({c}^{4} \cdot 20\right)}{a \cdot {b}^{6}} - \frac{a \cdot \left(c \cdot c\right)}{b \cdot b}\right) - c\right)}{b}} \]
  7. Taylor expanded in b around inf

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{-1 \cdot c + -1 \cdot \frac{a \cdot {c}^{2}}{{b}^{2}}}{b}} \]
  8. Step-by-step derivation
    1. /-lowering-/.f64N/A

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(c\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, c\right)\right), \left(b \cdot b\right)\right)\right), b\right) \]
    12. *-lowering-*.f6495.3%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(c\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, c\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(b, b\right)\right)\right), b\right) \]
  9. Simplified95.3%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\left(-c\right) - \frac{a \cdot \left(c \cdot c\right)}{b \cdot b}}{b}} \]
  10. Final simplification95.3%

    \[\leadsto \frac{\left(0 - c\right) - \frac{a \cdot \left(c \cdot c\right)}{b \cdot b}}{b} \]
  11. Add Preprocessing

Alternative 8: 95.2% accurate, 8.9× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \frac{0.5}{\frac{b \cdot -0.5}{c} + \frac{a \cdot 0.5}{b}} \end{array} \]
(FPCore (a b c)
 :precision binary64
 (/ 0.5 (+ (/ (* b -0.5) c) (/ (* a 0.5) b))))
double code(double a, double b, double c) {
	return 0.5 / (((b * -0.5) / c) + ((a * 0.5) / b));
}
real(8) function code(a, b, c)
    real(8), intent (in) :: a
    real(8), intent (in) :: b
    real(8), intent (in) :: c
    code = 0.5d0 / (((b * (-0.5d0)) / c) + ((a * 0.5d0) / b))
end function
public static double code(double a, double b, double c) {
	return 0.5 / (((b * -0.5) / c) + ((a * 0.5) / b));
}
def code(a, b, c):
	return 0.5 / (((b * -0.5) / c) + ((a * 0.5) / b))
function code(a, b, c)
	return Float64(0.5 / Float64(Float64(Float64(b * -0.5) / c) + Float64(Float64(a * 0.5) / b)))
end
function tmp = code(a, b, c)
	tmp = 0.5 / (((b * -0.5) / c) + ((a * 0.5) / b));
end
code[a_, b_, c_] := N[(0.5 / N[(N[(N[(b * -0.5), $MachinePrecision] / c), $MachinePrecision] + N[(N[(a * 0.5), $MachinePrecision] / b), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\frac{0.5}{\frac{b \cdot -0.5}{c} + \frac{a \cdot 0.5}{b}}
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 18.5%

    \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a} \]
  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. Simplified18.5%

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{/.f64}\left(a, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(c \cdot -4\right)\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
    13. *-lowering-*.f6418.5%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{/.f64}\left(a, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
  6. Applied egg-rr18.5%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{0.5}{\frac{a}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}}} \]
  7. Taylor expanded in a around 0

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

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, \frac{-1}{2}\right), c\right), \left(\frac{1}{2} \cdot \frac{a}{b}\right)\right)\right) \]
    6. associate-*r/N/A

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, \frac{-1}{2}\right), c\right), \mathsf{/.f64}\left(\left(a \cdot \frac{1}{2}\right), b\right)\right)\right) \]
    9. *-lowering-*.f6495.2%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, \frac{-1}{2}\right), c\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(a, \frac{1}{2}\right), b\right)\right)\right) \]
  9. Simplified95.2%

    \[\leadsto \frac{0.5}{\color{blue}{\frac{b \cdot -0.5}{c} + \frac{a \cdot 0.5}{b}}} \]
  10. Add Preprocessing

Alternative 9: 90.5% 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 18.5%

    \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a} \]
  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. Simplified18.5%

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

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{-2 \cdot \frac{{a}^{2} \cdot {c}^{3}}{{b}^{4}} + \left(-1 \cdot c + \left(-1 \cdot \frac{a \cdot {c}^{2}}{{b}^{2}} + \frac{-1}{4} \cdot \frac{4 \cdot \left({a}^{4} \cdot {c}^{4}\right) + 16 \cdot \left({a}^{4} \cdot {c}^{4}\right)}{a \cdot {b}^{6}}\right)\right)}{b}} \]
  6. Simplified98.3%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{\frac{\left(-2 \cdot \left(a \cdot a\right)\right) \cdot \left(c \cdot \left(c \cdot c\right)\right)}{{b}^{4}} + \left(\left(-0.25 \cdot \frac{{a}^{4} \cdot \left({c}^{4} \cdot 20\right)}{a \cdot {b}^{6}} - \frac{a \cdot \left(c \cdot c\right)}{b \cdot b}\right) - c\right)}{b}} \]
  7. Taylor expanded in a around 0

    \[\leadsto \color{blue}{-1 \cdot \frac{c}{b}} \]
  8. Step-by-step derivation
    1. associate-*r/N/A

      \[\leadsto \frac{-1 \cdot c}{\color{blue}{b}} \]
    2. mul-1-negN/A

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\left(\mathsf{neg}\left(c\right)\right), \color{blue}{b}\right) \]
    4. neg-lowering-neg.f6489.9%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(c\right), b\right) \]
  9. Simplified89.9%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{-c}{b}} \]
  10. Final simplification89.9%

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

Alternative 10: 8.7% accurate, 23.2× speedup?

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

\\
\frac{b}{0 - a}
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 18.5%

    \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a} \]
  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. Simplified18.5%

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

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

      \[\leadsto \mathsf{neg}\left(\frac{b}{a}\right) \]
    2. distribute-neg-frac2N/A

      \[\leadsto \frac{b}{\color{blue}{\mathsf{neg}\left(a\right)}} \]
    3. mul-1-negN/A

      \[\leadsto \frac{b}{-1 \cdot \color{blue}{a}} \]
    4. /-lowering-/.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(b, \color{blue}{\left(-1 \cdot a\right)}\right) \]
    5. mul-1-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(b, \left(\mathsf{neg}\left(a\right)\right)\right) \]
    6. neg-lowering-neg.f648.6%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(b, \mathsf{neg.f64}\left(a\right)\right) \]
  7. Simplified8.6%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{b}{-a}} \]
  8. Final simplification8.6%

    \[\leadsto \frac{b}{0 - a} \]
  9. Add Preprocessing

Alternative 11: 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 18.5%

    \[\frac{\left(-b\right) + \sqrt{b \cdot b - \left(4 \cdot a\right) \cdot c}}{2 \cdot a} \]
  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. Simplified18.5%

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{/.f64}\left(a, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \left(c \cdot -4\right)\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
    13. *-lowering-*.f6418.5%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{/.f64}\left(a, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, b\right), \mathsf{*.f64}\left(a, \mathsf{*.f64}\left(c, -4\right)\right)\right)\right), b\right)\right)\right) \]
  6. Applied egg-rr18.5%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{0.5}{\frac{a}{\sqrt{b \cdot b + a \cdot \left(c \cdot -4\right)} - b}}} \]
  7. Taylor expanded in c around 0

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, \frac{-1}{2}\right), \left(\frac{1}{2} \cdot \frac{a \cdot c}{b}\right)\right), c\right)\right) \]
    5. associate-*r/N/A

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \left(c \cdot a\right)\right), b\right)\right), c\right)\right) \]
    9. *-lowering-*.f6495.3%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(b, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(c, a\right)\right), b\right)\right), c\right)\right) \]
  9. Simplified95.3%

    \[\leadsto \frac{0.5}{\color{blue}{\frac{b \cdot -0.5 + \frac{0.5 \cdot \left(c \cdot a\right)}{b}}{c}}} \]
  10. Taylor expanded in b around 0

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{b}{a}} \]
  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 2024155 
(FPCore (a b c)
  :name "Quadratic roots, wide range"
  :precision binary64
  :pre (and (and (and (< 4.930380657631324e-32 a) (< a 2.028240960365167e+31)) (and (< 4.930380657631324e-32 b) (< b 2.028240960365167e+31))) (and (< 4.930380657631324e-32 c) (< c 2.028240960365167e+31)))
  (/ (+ (- b) (sqrt (- (* b b) (* (* 4.0 a) c)))) (* 2.0 a)))