
(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 6 alternatives:
| Alternative | Accuracy | Speedup |
|---|
(FPCore (x) :precision binary64 (- (cbrt (+ x 1.0)) (cbrt x)))
double code(double x) {
return cbrt((x + 1.0)) - cbrt(x);
}
public static double code(double x) {
return Math.cbrt((x + 1.0)) - Math.cbrt(x);
}
function code(x) return Float64(cbrt(Float64(x + 1.0)) - cbrt(x)) end
code[x_] := N[(N[Power[N[(x + 1.0), $MachinePrecision], 1/3], $MachinePrecision] - N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\sqrt[3]{x + 1} - \sqrt[3]{x}
\end{array}
(FPCore (x)
:precision binary64
(if (<= (- (cbrt (+ x 1.0)) (cbrt x)) 0.0)
(* (/ (cbrt x) x) 0.3333333333333333)
(/
1.0
(+
(pow (+ x 1.0) 0.6666666666666666)
(+ (pow x 0.6666666666666666) (cbrt (fma x x x)))))))
double code(double x) {
double tmp;
if ((cbrt((x + 1.0)) - cbrt(x)) <= 0.0) {
tmp = (cbrt(x) / x) * 0.3333333333333333;
} else {
tmp = 1.0 / (pow((x + 1.0), 0.6666666666666666) + (pow(x, 0.6666666666666666) + cbrt(fma(x, x, x))));
}
return tmp;
}
function code(x) tmp = 0.0 if (Float64(cbrt(Float64(x + 1.0)) - cbrt(x)) <= 0.0) tmp = Float64(Float64(cbrt(x) / x) * 0.3333333333333333); else tmp = Float64(1.0 / Float64((Float64(x + 1.0) ^ 0.6666666666666666) + Float64((x ^ 0.6666666666666666) + cbrt(fma(x, x, x))))); end return tmp end
code[x_] := If[LessEqual[N[(N[Power[N[(x + 1.0), $MachinePrecision], 1/3], $MachinePrecision] - N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision]), $MachinePrecision], 0.0], N[(N[(N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision] * 0.3333333333333333), $MachinePrecision], N[(1.0 / N[(N[Power[N[(x + 1.0), $MachinePrecision], 0.6666666666666666], $MachinePrecision] + N[(N[Power[x, 0.6666666666666666], $MachinePrecision] + N[Power[N[(x * x + x), $MachinePrecision], 1/3], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;\sqrt[3]{x + 1} - \sqrt[3]{x} \leq 0:\\
\;\;\;\;\frac{\sqrt[3]{x}}{x} \cdot 0.3333333333333333\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;\frac{1}{{\left(x + 1\right)}^{0.6666666666666666} + \left({x}^{0.6666666666666666} + \sqrt[3]{\mathsf{fma}\left(x, x, x\right)}\right)}\\
\end{array}
\end{array}
if (-.f64 (cbrt.f64 (+.f64 x #s(literal 1 binary64))) (cbrt.f64 x)) < 0.0Initial program 4.2%
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-*.f6448.6
Applied rewrites48.6%
Applied rewrites90.4%
Applied rewrites99.1%
if 0.0 < (-.f64 (cbrt.f64 (+.f64 x #s(literal 1 binary64))) (cbrt.f64 x)) Initial program 64.0%
lift-cbrt.f64N/A
lift-+.f64N/A
flip3-+N/A
clear-numN/A
cbrt-divN/A
metadata-evalN/A
lower-/.f64N/A
lower-cbrt.f64N/A
clear-numN/A
flip3-+N/A
lift-+.f64N/A
lower-/.f6462.5
Applied rewrites62.5%
lift--.f64N/A
lift-/.f64N/A
lift-cbrt.f64N/A
lift-/.f64N/A
cbrt-divN/A
metadata-evalN/A
lift-cbrt.f64N/A
remove-double-divN/A
flip3--N/A
lift-cbrt.f64N/A
rem-cube-cbrtN/A
lift-cbrt.f64N/A
rem-cube-cbrtN/A
lift-+.f64N/A
+-commutativeN/A
associate--l+N/A
+-inversesN/A
metadata-evalN/A
Applied rewrites97.6%
(FPCore (x) :precision binary64 (* (/ (cbrt x) x) 0.3333333333333333))
double code(double x) {
return (cbrt(x) / x) * 0.3333333333333333;
}
public static double code(double x) {
return (Math.cbrt(x) / x) * 0.3333333333333333;
}
function code(x) return Float64(Float64(cbrt(x) / x) * 0.3333333333333333) end
code[x_] := N[(N[(N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision] * 0.3333333333333333), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\frac{\sqrt[3]{x}}{x} \cdot 0.3333333333333333
\end{array}
Initial program 7.0%
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-*.f6449.0
Applied rewrites49.0%
Applied rewrites88.8%
Applied rewrites97.0%
(FPCore (x) :precision binary64 (* (cbrt x) (/ 0.3333333333333333 x)))
double code(double x) {
return cbrt(x) * (0.3333333333333333 / x);
}
public static double code(double x) {
return Math.cbrt(x) * (0.3333333333333333 / x);
}
function code(x) return Float64(cbrt(x) * Float64(0.3333333333333333 / x)) end
code[x_] := N[(N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision] * N[(0.3333333333333333 / x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\sqrt[3]{x} \cdot \frac{0.3333333333333333}{x}
\end{array}
Initial program 7.0%
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-*.f6449.0
Applied rewrites49.0%
Applied rewrites88.8%
Applied rewrites97.0%
Final simplification97.0%
(FPCore (x) :precision binary64 (/ 0.3333333333333333 (pow x 0.6666666666666666)))
double code(double x) {
return 0.3333333333333333 / pow(x, 0.6666666666666666);
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = 0.3333333333333333d0 / (x ** 0.6666666666666666d0)
end function
public static double code(double x) {
return 0.3333333333333333 / Math.pow(x, 0.6666666666666666);
}
def code(x): return 0.3333333333333333 / math.pow(x, 0.6666666666666666)
function code(x) return Float64(0.3333333333333333 / (x ^ 0.6666666666666666)) end
function tmp = code(x) tmp = 0.3333333333333333 / (x ^ 0.6666666666666666); end
code[x_] := N[(0.3333333333333333 / N[Power[x, 0.6666666666666666], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\frac{0.3333333333333333}{{x}^{0.6666666666666666}}
\end{array}
Initial program 7.0%
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-*.f6449.0
Applied rewrites49.0%
Applied rewrites88.8%
(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 7.0%
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-*.f6449.0
Applied rewrites49.0%
Applied rewrites88.8%
Final simplification88.8%
(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 7.0%
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-eval8.2
Applied rewrites8.2%
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 2024233
(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)))