
(FPCore (x) :precision binary64 (- (cbrt (+ x 1.0)) (cbrt x)))
double code(double x) {
return cbrt((x + 1.0)) - cbrt(x);
}
public static double code(double x) {
return Math.cbrt((x + 1.0)) - Math.cbrt(x);
}
function code(x) return Float64(cbrt(Float64(x + 1.0)) - cbrt(x)) end
code[x_] := N[(N[Power[N[(x + 1.0), $MachinePrecision], 1/3], $MachinePrecision] - N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\sqrt[3]{x + 1} - \sqrt[3]{x}
\end{array}
Sampling outcomes in binary64 precision:
Herbie found 9 alternatives:
| Alternative | Accuracy | Speedup |
|---|
(FPCore (x) :precision binary64 (- (cbrt (+ x 1.0)) (cbrt x)))
double code(double x) {
return cbrt((x + 1.0)) - cbrt(x);
}
public static double code(double x) {
return Math.cbrt((x + 1.0)) - Math.cbrt(x);
}
function code(x) return Float64(cbrt(Float64(x + 1.0)) - cbrt(x)) end
code[x_] := N[(N[Power[N[(x + 1.0), $MachinePrecision], 1/3], $MachinePrecision] - N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\sqrt[3]{x + 1} - \sqrt[3]{x}
\end{array}
(FPCore (x)
:precision binary64
(/
1.0
(*
x
(+
(cbrt (+ (/ 1.0 x) (/ 2.0 (* x x))))
(+ (cbrt (/ 1.0 x)) (cbrt (+ (/ 1.0 x) (/ 1.0 (* x x)))))))))
double code(double x) {
return 1.0 / (x * (cbrt(((1.0 / x) + (2.0 / (x * x)))) + (cbrt((1.0 / x)) + cbrt(((1.0 / x) + (1.0 / (x * x)))))));
}
public static double code(double x) {
return 1.0 / (x * (Math.cbrt(((1.0 / x) + (2.0 / (x * x)))) + (Math.cbrt((1.0 / x)) + Math.cbrt(((1.0 / x) + (1.0 / (x * x)))))));
}
function code(x) return Float64(1.0 / Float64(x * Float64(cbrt(Float64(Float64(1.0 / x) + Float64(2.0 / Float64(x * x)))) + Float64(cbrt(Float64(1.0 / x)) + cbrt(Float64(Float64(1.0 / x) + Float64(1.0 / Float64(x * x)))))))) end
code[x_] := N[(1.0 / N[(x * N[(N[Power[N[(N[(1.0 / x), $MachinePrecision] + N[(2.0 / N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], 1/3], $MachinePrecision] + N[(N[Power[N[(1.0 / x), $MachinePrecision], 1/3], $MachinePrecision] + N[Power[N[(N[(1.0 / x), $MachinePrecision] + N[(1.0 / N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], 1/3], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\frac{1}{x \cdot \left(\sqrt[3]{\frac{1}{x} + \frac{2}{x \cdot x}} + \left(\sqrt[3]{\frac{1}{x}} + \sqrt[3]{\frac{1}{x} + \frac{1}{x \cdot x}}\right)\right)}
\end{array}
Initial program 6.3%
Applied rewrites8.5%
Taylor expanded in x around inf
lower-/.f64N/A
lower-*.f64N/A
lower-+.f64N/A
lower-cbrt.f64N/A
lower-+.f64N/A
lower-/.f64N/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
lower-/.f64N/A
unpow2N/A
lower-*.f64N/A
+-commutativeN/A
Applied rewrites98.4%
Final simplification98.4%
(FPCore (x) :precision binary64 (* 0.3333333333333333 (pow (cbrt x) -2.0)))
double code(double x) {
return 0.3333333333333333 * pow(cbrt(x), -2.0);
}
public static double code(double x) {
return 0.3333333333333333 * Math.pow(Math.cbrt(x), -2.0);
}
function code(x) return Float64(0.3333333333333333 * (cbrt(x) ^ -2.0)) end
code[x_] := N[(0.3333333333333333 * N[Power[N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision], -2.0], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
0.3333333333333333 \cdot {\left(\sqrt[3]{x}\right)}^{-2}
\end{array}
Initial program 6.3%
Taylor expanded in x around inf
lower-*.f64N/A
metadata-evalN/A
associate-*r/N/A
lower-cbrt.f64N/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
lower-/.f64N/A
unpow2N/A
lower-*.f6450.6
Applied rewrites50.6%
Applied rewrites96.9%
(FPCore (x) :precision binary64 (if (<= x 1.9e+155) (* 0.3333333333333333 (cbrt (/ (/ 1.0 (sqrt x)) (* x (sqrt x))))) (/ 1.0 (/ (pow x 0.6666666666666666) 0.3333333333333333))))
double code(double x) {
double tmp;
if (x <= 1.9e+155) {
tmp = 0.3333333333333333 * cbrt(((1.0 / sqrt(x)) / (x * sqrt(x))));
} else {
tmp = 1.0 / (pow(x, 0.6666666666666666) / 0.3333333333333333);
}
return tmp;
}
public static double code(double x) {
double tmp;
if (x <= 1.9e+155) {
tmp = 0.3333333333333333 * Math.cbrt(((1.0 / Math.sqrt(x)) / (x * Math.sqrt(x))));
} else {
tmp = 1.0 / (Math.pow(x, 0.6666666666666666) / 0.3333333333333333);
}
return tmp;
}
function code(x) tmp = 0.0 if (x <= 1.9e+155) tmp = Float64(0.3333333333333333 * cbrt(Float64(Float64(1.0 / sqrt(x)) / Float64(x * sqrt(x))))); else tmp = Float64(1.0 / Float64((x ^ 0.6666666666666666) / 0.3333333333333333)); end return tmp end
code[x_] := If[LessEqual[x, 1.9e+155], N[(0.3333333333333333 * N[Power[N[(N[(1.0 / N[Sqrt[x], $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / N[(x * N[Sqrt[x], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], 1/3], $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(1.0 / N[(N[Power[x, 0.6666666666666666], $MachinePrecision] / 0.3333333333333333), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;x \leq 1.9 \cdot 10^{+155}:\\
\;\;\;\;0.3333333333333333 \cdot \sqrt[3]{\frac{\frac{1}{\sqrt{x}}}{x \cdot \sqrt{x}}}\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;\frac{1}{\frac{{x}^{0.6666666666666666}}{0.3333333333333333}}\\
\end{array}
\end{array}
if x < 1.9e155Initial program 8.0%
Taylor expanded in x around inf
lower-*.f64N/A
metadata-evalN/A
associate-*r/N/A
lower-cbrt.f64N/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
lower-/.f64N/A
unpow2N/A
lower-*.f6495.8
Applied rewrites95.8%
Applied rewrites95.9%
if 1.9e155 < x Initial program 4.7%
Taylor expanded in x around inf
lower-*.f64N/A
metadata-evalN/A
associate-*r/N/A
lower-cbrt.f64N/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
lower-/.f64N/A
unpow2N/A
lower-*.f644.7
Applied rewrites4.7%
Applied rewrites89.1%
(FPCore (x) :precision binary64 (if (<= x 1.35e+154) (* 0.3333333333333333 (cbrt (/ 1.0 (* x x)))) (/ 1.0 (/ (pow x 0.6666666666666666) 0.3333333333333333))))
double code(double x) {
double tmp;
if (x <= 1.35e+154) {
tmp = 0.3333333333333333 * cbrt((1.0 / (x * x)));
} else {
tmp = 1.0 / (pow(x, 0.6666666666666666) / 0.3333333333333333);
}
return tmp;
}
public static double code(double x) {
double tmp;
if (x <= 1.35e+154) {
tmp = 0.3333333333333333 * Math.cbrt((1.0 / (x * x)));
} else {
tmp = 1.0 / (Math.pow(x, 0.6666666666666666) / 0.3333333333333333);
}
return tmp;
}
function code(x) tmp = 0.0 if (x <= 1.35e+154) tmp = Float64(0.3333333333333333 * cbrt(Float64(1.0 / Float64(x * x)))); else tmp = Float64(1.0 / Float64((x ^ 0.6666666666666666) / 0.3333333333333333)); end return tmp end
code[x_] := If[LessEqual[x, 1.35e+154], N[(0.3333333333333333 * N[Power[N[(1.0 / N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], 1/3], $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(1.0 / N[(N[Power[x, 0.6666666666666666], $MachinePrecision] / 0.3333333333333333), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;x \leq 1.35 \cdot 10^{+154}:\\
\;\;\;\;0.3333333333333333 \cdot \sqrt[3]{\frac{1}{x \cdot x}}\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;\frac{1}{\frac{{x}^{0.6666666666666666}}{0.3333333333333333}}\\
\end{array}
\end{array}
if x < 1.35000000000000003e154Initial program 8.0%
Taylor expanded in x around inf
lower-*.f64N/A
metadata-evalN/A
associate-*r/N/A
lower-cbrt.f64N/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
lower-/.f64N/A
unpow2N/A
lower-*.f6495.8
Applied rewrites95.8%
if 1.35000000000000003e154 < x Initial program 4.7%
Taylor expanded in x around inf
lower-*.f64N/A
metadata-evalN/A
associate-*r/N/A
lower-cbrt.f64N/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
lower-/.f64N/A
unpow2N/A
lower-*.f644.7
Applied rewrites4.7%
Applied rewrites89.1%
(FPCore (x) :precision binary64 (if (<= x 1.35e+154) (* 0.3333333333333333 (cbrt (/ 1.0 (* x x)))) (/ 0.3333333333333333 (pow x 0.6666666666666666))))
double code(double x) {
double tmp;
if (x <= 1.35e+154) {
tmp = 0.3333333333333333 * cbrt((1.0 / (x * x)));
} else {
tmp = 0.3333333333333333 / pow(x, 0.6666666666666666);
}
return tmp;
}
public static double code(double x) {
double tmp;
if (x <= 1.35e+154) {
tmp = 0.3333333333333333 * Math.cbrt((1.0 / (x * x)));
} else {
tmp = 0.3333333333333333 / Math.pow(x, 0.6666666666666666);
}
return tmp;
}
function code(x) tmp = 0.0 if (x <= 1.35e+154) tmp = Float64(0.3333333333333333 * cbrt(Float64(1.0 / Float64(x * x)))); else tmp = Float64(0.3333333333333333 / (x ^ 0.6666666666666666)); end return tmp end
code[x_] := If[LessEqual[x, 1.35e+154], N[(0.3333333333333333 * N[Power[N[(1.0 / N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], 1/3], $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(0.3333333333333333 / N[Power[x, 0.6666666666666666], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;x \leq 1.35 \cdot 10^{+154}:\\
\;\;\;\;0.3333333333333333 \cdot \sqrt[3]{\frac{1}{x \cdot x}}\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;\frac{0.3333333333333333}{{x}^{0.6666666666666666}}\\
\end{array}
\end{array}
if x < 1.35000000000000003e154Initial program 8.0%
Taylor expanded in x around inf
lower-*.f64N/A
metadata-evalN/A
associate-*r/N/A
lower-cbrt.f64N/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
lower-/.f64N/A
unpow2N/A
lower-*.f6495.8
Applied rewrites95.8%
if 1.35000000000000003e154 < x Initial program 4.7%
Taylor expanded in x around inf
lower-*.f64N/A
metadata-evalN/A
associate-*r/N/A
lower-cbrt.f64N/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
lower-/.f64N/A
unpow2N/A
lower-*.f644.7
Applied rewrites4.7%
Applied rewrites89.1%
(FPCore (x) :precision binary64 (* 0.3333333333333333 (pow (/ 1.0 x) 0.6666666666666666)))
double code(double x) {
return 0.3333333333333333 * pow((1.0 / x), 0.6666666666666666);
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = 0.3333333333333333d0 * ((1.0d0 / x) ** 0.6666666666666666d0)
end function
public static double code(double x) {
return 0.3333333333333333 * Math.pow((1.0 / x), 0.6666666666666666);
}
def code(x): return 0.3333333333333333 * math.pow((1.0 / x), 0.6666666666666666)
function code(x) return Float64(0.3333333333333333 * (Float64(1.0 / x) ^ 0.6666666666666666)) end
function tmp = code(x) tmp = 0.3333333333333333 * ((1.0 / x) ^ 0.6666666666666666); end
code[x_] := N[(0.3333333333333333 * N[Power[N[(1.0 / x), $MachinePrecision], 0.6666666666666666], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
0.3333333333333333 \cdot {\left(\frac{1}{x}\right)}^{0.6666666666666666}
\end{array}
Initial program 6.3%
Taylor expanded in x around inf
lower-*.f64N/A
metadata-evalN/A
associate-*r/N/A
lower-cbrt.f64N/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
lower-/.f64N/A
unpow2N/A
lower-*.f6450.6
Applied rewrites50.6%
Applied rewrites96.9%
Applied rewrites89.3%
(FPCore (x) :precision binary64 (* 0.3333333333333333 (/ 1.0 (pow x 0.6666666666666666))))
double code(double x) {
return 0.3333333333333333 * (1.0 / pow(x, 0.6666666666666666));
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = 0.3333333333333333d0 * (1.0d0 / (x ** 0.6666666666666666d0))
end function
public static double code(double x) {
return 0.3333333333333333 * (1.0 / Math.pow(x, 0.6666666666666666));
}
def code(x): return 0.3333333333333333 * (1.0 / math.pow(x, 0.6666666666666666))
function code(x) return Float64(0.3333333333333333 * Float64(1.0 / (x ^ 0.6666666666666666))) end
function tmp = code(x) tmp = 0.3333333333333333 * (1.0 / (x ^ 0.6666666666666666)); end
code[x_] := N[(0.3333333333333333 * N[(1.0 / N[Power[x, 0.6666666666666666], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
0.3333333333333333 \cdot \frac{1}{{x}^{0.6666666666666666}}
\end{array}
Initial program 6.3%
Taylor expanded in x around inf
lower-*.f64N/A
metadata-evalN/A
associate-*r/N/A
lower-cbrt.f64N/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
lower-/.f64N/A
unpow2N/A
lower-*.f6450.6
Applied rewrites50.6%
Applied rewrites89.3%
(FPCore (x) :precision binary64 (* 0.3333333333333333 (pow x -0.6666666666666666)))
double code(double x) {
return 0.3333333333333333 * pow(x, -0.6666666666666666);
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = 0.3333333333333333d0 * (x ** (-0.6666666666666666d0))
end function
public static double code(double x) {
return 0.3333333333333333 * Math.pow(x, -0.6666666666666666);
}
def code(x): return 0.3333333333333333 * math.pow(x, -0.6666666666666666)
function code(x) return Float64(0.3333333333333333 * (x ^ -0.6666666666666666)) end
function tmp = code(x) tmp = 0.3333333333333333 * (x ^ -0.6666666666666666); end
code[x_] := N[(0.3333333333333333 * N[Power[x, -0.6666666666666666], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
0.3333333333333333 \cdot {x}^{-0.6666666666666666}
\end{array}
Initial program 6.3%
Taylor expanded in x around inf
lower-*.f64N/A
metadata-evalN/A
associate-*r/N/A
lower-cbrt.f64N/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
lower-/.f64N/A
unpow2N/A
lower-*.f6450.6
Applied rewrites50.6%
Applied rewrites89.3%
Final simplification89.3%
(FPCore (x) :precision binary64 0.0)
double code(double x) {
return 0.0;
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = 0.0d0
end function
public static double code(double x) {
return 0.0;
}
def code(x): return 0.0
function code(x) return 0.0 end
function tmp = code(x) tmp = 0.0; end
code[x_] := 0.0
\begin{array}{l}
\\
0
\end{array}
Initial program 6.3%
lift--.f64N/A
sub-negN/A
+-commutativeN/A
lift-cbrt.f64N/A
pow1/3N/A
sqr-powN/A
distribute-rgt-neg-inN/A
lower-fma.f64N/A
lower-pow.f64N/A
metadata-evalN/A
lower-neg.f64N/A
lower-pow.f64N/A
metadata-eval7.6
Applied rewrites7.6%
Taylor expanded in x around inf
distribute-rgt1-inN/A
metadata-evalN/A
mul0-lftN/A
mul0-rgt4.1
Applied rewrites4.1%
(FPCore (x) :precision binary64 (let* ((t_0 (cbrt (+ x 1.0)))) (/ 1.0 (+ (+ (* t_0 t_0) (* (cbrt x) t_0)) (* (cbrt x) (cbrt x))))))
double code(double x) {
double t_0 = cbrt((x + 1.0));
return 1.0 / (((t_0 * t_0) + (cbrt(x) * t_0)) + (cbrt(x) * cbrt(x)));
}
public static double code(double x) {
double t_0 = Math.cbrt((x + 1.0));
return 1.0 / (((t_0 * t_0) + (Math.cbrt(x) * t_0)) + (Math.cbrt(x) * Math.cbrt(x)));
}
function code(x) t_0 = cbrt(Float64(x + 1.0)) return Float64(1.0 / Float64(Float64(Float64(t_0 * t_0) + Float64(cbrt(x) * t_0)) + Float64(cbrt(x) * cbrt(x)))) end
code[x_] := Block[{t$95$0 = N[Power[N[(x + 1.0), $MachinePrecision], 1/3], $MachinePrecision]}, N[(1.0 / N[(N[(N[(t$95$0 * t$95$0), $MachinePrecision] + N[(N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision] * t$95$0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + N[(N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision] * N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
t_0 := \sqrt[3]{x + 1}\\
\frac{1}{\left(t\_0 \cdot t\_0 + \sqrt[3]{x} \cdot t\_0\right) + \sqrt[3]{x} \cdot \sqrt[3]{x}}
\end{array}
\end{array}
herbie shell --seed 2024221
(FPCore (x)
:name "2cbrt (problem 3.3.4)"
:precision binary64
:pre (and (> x 1.0) (< x 1e+308))
:alt
(! :herbie-platform default (/ 1 (+ (* (cbrt (+ x 1)) (cbrt (+ x 1))) (* (cbrt x) (cbrt (+ x 1))) (* (cbrt x) (cbrt x)))))
(- (cbrt (+ x 1.0)) (cbrt x)))