Octave 3.8, oct_fill_randg

Percentage Accurate: 99.7% → 99.8%
Time: 10.1s
Alternatives: 14
Speedup: 2.4×

Specification

?
\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} t_0 := a - \frac{1}{3}\\ t\_0 \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot t\_0}} \cdot rand\right) \end{array} \end{array} \]
(FPCore (a rand)
 :precision binary64
 (let* ((t_0 (- a (/ 1.0 3.0))))
   (* t_0 (+ 1.0 (* (/ 1.0 (sqrt (* 9.0 t_0))) rand)))))
double code(double a, double rand) {
	double t_0 = a - (1.0 / 3.0);
	return t_0 * (1.0 + ((1.0 / sqrt((9.0 * t_0))) * rand));
}
real(8) function code(a, rand)
    real(8), intent (in) :: a
    real(8), intent (in) :: rand
    real(8) :: t_0
    t_0 = a - (1.0d0 / 3.0d0)
    code = t_0 * (1.0d0 + ((1.0d0 / sqrt((9.0d0 * t_0))) * rand))
end function
public static double code(double a, double rand) {
	double t_0 = a - (1.0 / 3.0);
	return t_0 * (1.0 + ((1.0 / Math.sqrt((9.0 * t_0))) * rand));
}
def code(a, rand):
	t_0 = a - (1.0 / 3.0)
	return t_0 * (1.0 + ((1.0 / math.sqrt((9.0 * t_0))) * rand))
function code(a, rand)
	t_0 = Float64(a - Float64(1.0 / 3.0))
	return Float64(t_0 * Float64(1.0 + Float64(Float64(1.0 / sqrt(Float64(9.0 * t_0))) * rand)))
end
function tmp = code(a, rand)
	t_0 = a - (1.0 / 3.0);
	tmp = t_0 * (1.0 + ((1.0 / sqrt((9.0 * t_0))) * rand));
end
code[a_, rand_] := Block[{t$95$0 = N[(a - N[(1.0 / 3.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]}, N[(t$95$0 * N[(1.0 + N[(N[(1.0 / N[Sqrt[N[(9.0 * t$95$0), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]), $MachinePrecision] * rand), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}

\\
\begin{array}{l}
t_0 := a - \frac{1}{3}\\
t\_0 \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot t\_0}} \cdot rand\right)
\end{array}
\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 14 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: 99.7% accurate, 1.0× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} t_0 := a - \frac{1}{3}\\ t\_0 \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot t\_0}} \cdot rand\right) \end{array} \end{array} \]
(FPCore (a rand)
 :precision binary64
 (let* ((t_0 (- a (/ 1.0 3.0))))
   (* t_0 (+ 1.0 (* (/ 1.0 (sqrt (* 9.0 t_0))) rand)))))
double code(double a, double rand) {
	double t_0 = a - (1.0 / 3.0);
	return t_0 * (1.0 + ((1.0 / sqrt((9.0 * t_0))) * rand));
}
real(8) function code(a, rand)
    real(8), intent (in) :: a
    real(8), intent (in) :: rand
    real(8) :: t_0
    t_0 = a - (1.0d0 / 3.0d0)
    code = t_0 * (1.0d0 + ((1.0d0 / sqrt((9.0d0 * t_0))) * rand))
end function
public static double code(double a, double rand) {
	double t_0 = a - (1.0 / 3.0);
	return t_0 * (1.0 + ((1.0 / Math.sqrt((9.0 * t_0))) * rand));
}
def code(a, rand):
	t_0 = a - (1.0 / 3.0)
	return t_0 * (1.0 + ((1.0 / math.sqrt((9.0 * t_0))) * rand))
function code(a, rand)
	t_0 = Float64(a - Float64(1.0 / 3.0))
	return Float64(t_0 * Float64(1.0 + Float64(Float64(1.0 / sqrt(Float64(9.0 * t_0))) * rand)))
end
function tmp = code(a, rand)
	t_0 = a - (1.0 / 3.0);
	tmp = t_0 * (1.0 + ((1.0 / sqrt((9.0 * t_0))) * rand));
end
code[a_, rand_] := Block[{t$95$0 = N[(a - N[(1.0 / 3.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]}, N[(t$95$0 * N[(1.0 + N[(N[(1.0 / N[Sqrt[N[(9.0 * t$95$0), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]), $MachinePrecision] * rand), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}

\\
\begin{array}{l}
t_0 := a - \frac{1}{3}\\
t\_0 \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot t\_0}} \cdot rand\right)
\end{array}
\end{array}

Alternative 1: 99.8% accurate, 1.7× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \mathsf{fma}\left(\frac{rand}{\sqrt{\mathsf{fma}\left(a, 9, -3\right)}}, a - 0.3333333333333333, -0.3333333333333333\right) + a \end{array} \]
(FPCore (a rand)
 :precision binary64
 (+
  (fma
   (/ rand (sqrt (fma a 9.0 -3.0)))
   (- a 0.3333333333333333)
   -0.3333333333333333)
  a))
double code(double a, double rand) {
	return fma((rand / sqrt(fma(a, 9.0, -3.0))), (a - 0.3333333333333333), -0.3333333333333333) + a;
}
function code(a, rand)
	return Float64(fma(Float64(rand / sqrt(fma(a, 9.0, -3.0))), Float64(a - 0.3333333333333333), -0.3333333333333333) + a)
end
code[a_, rand_] := N[(N[(N[(rand / N[Sqrt[N[(a * 9.0 + -3.0), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]), $MachinePrecision] * N[(a - 0.3333333333333333), $MachinePrecision] + -0.3333333333333333), $MachinePrecision] + a), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\mathsf{fma}\left(\frac{rand}{\sqrt{\mathsf{fma}\left(a, 9, -3\right)}}, a - 0.3333333333333333, -0.3333333333333333\right) + a
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 99.8%

    \[\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) \]
  2. Add Preprocessing
  3. Step-by-step derivation
    1. lift-*.f64N/A

      \[\leadsto \color{blue}{\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right)} \]
    2. lift-+.f64N/A

      \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \color{blue}{\left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right)} \]
    3. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \color{blue}{\left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand + 1\right)} \]
    4. distribute-lft-inN/A

      \[\leadsto \color{blue}{\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot 1} \]
    5. *-rgt-identityN/A

      \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \color{blue}{\left(a - \frac{1}{3}\right)} \]
    6. lift--.f64N/A

      \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \color{blue}{\left(a - \frac{1}{3}\right)} \]
    7. sub-negN/A

      \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \color{blue}{\left(a + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{3}\right)\right)\right)} \]
    8. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \color{blue}{\left(\left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{3}\right)\right) + a\right)} \]
    9. associate-+r+N/A

      \[\leadsto \color{blue}{\left(\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{3}\right)\right)\right) + a} \]
    10. lower-+.f64N/A

      \[\leadsto \color{blue}{\left(\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{3}\right)\right)\right) + a} \]
  4. Applied rewrites99.8%

    \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{rand}{\sqrt{\mathsf{fma}\left(a, 9, -3\right)}}, a - 0.3333333333333333, -0.3333333333333333\right) + a} \]
  5. Add Preprocessing

Alternative 2: 92.7% accurate, 1.9× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} t_0 := \sqrt{a - 0.3333333333333333}\\ \mathbf{if}\;rand \leq -5.8 \cdot 10^{+89}:\\ \;\;\;\;\left(t\_0 \cdot 0.3333333333333333\right) \cdot rand\\ \mathbf{elif}\;rand \leq 8.6 \cdot 10^{+72}:\\ \;\;\;\;a - 0.3333333333333333\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\left(0.3333333333333333 \cdot rand\right) \cdot t\_0\\ \end{array} \end{array} \]
(FPCore (a rand)
 :precision binary64
 (let* ((t_0 (sqrt (- a 0.3333333333333333))))
   (if (<= rand -5.8e+89)
     (* (* t_0 0.3333333333333333) rand)
     (if (<= rand 8.6e+72)
       (- a 0.3333333333333333)
       (* (* 0.3333333333333333 rand) t_0)))))
double code(double a, double rand) {
	double t_0 = sqrt((a - 0.3333333333333333));
	double tmp;
	if (rand <= -5.8e+89) {
		tmp = (t_0 * 0.3333333333333333) * rand;
	} else if (rand <= 8.6e+72) {
		tmp = a - 0.3333333333333333;
	} else {
		tmp = (0.3333333333333333 * rand) * t_0;
	}
	return tmp;
}
real(8) function code(a, rand)
    real(8), intent (in) :: a
    real(8), intent (in) :: rand
    real(8) :: t_0
    real(8) :: tmp
    t_0 = sqrt((a - 0.3333333333333333d0))
    if (rand <= (-5.8d+89)) then
        tmp = (t_0 * 0.3333333333333333d0) * rand
    else if (rand <= 8.6d+72) then
        tmp = a - 0.3333333333333333d0
    else
        tmp = (0.3333333333333333d0 * rand) * t_0
    end if
    code = tmp
end function
public static double code(double a, double rand) {
	double t_0 = Math.sqrt((a - 0.3333333333333333));
	double tmp;
	if (rand <= -5.8e+89) {
		tmp = (t_0 * 0.3333333333333333) * rand;
	} else if (rand <= 8.6e+72) {
		tmp = a - 0.3333333333333333;
	} else {
		tmp = (0.3333333333333333 * rand) * t_0;
	}
	return tmp;
}
def code(a, rand):
	t_0 = math.sqrt((a - 0.3333333333333333))
	tmp = 0
	if rand <= -5.8e+89:
		tmp = (t_0 * 0.3333333333333333) * rand
	elif rand <= 8.6e+72:
		tmp = a - 0.3333333333333333
	else:
		tmp = (0.3333333333333333 * rand) * t_0
	return tmp
function code(a, rand)
	t_0 = sqrt(Float64(a - 0.3333333333333333))
	tmp = 0.0
	if (rand <= -5.8e+89)
		tmp = Float64(Float64(t_0 * 0.3333333333333333) * rand);
	elseif (rand <= 8.6e+72)
		tmp = Float64(a - 0.3333333333333333);
	else
		tmp = Float64(Float64(0.3333333333333333 * rand) * t_0);
	end
	return tmp
end
function tmp_2 = code(a, rand)
	t_0 = sqrt((a - 0.3333333333333333));
	tmp = 0.0;
	if (rand <= -5.8e+89)
		tmp = (t_0 * 0.3333333333333333) * rand;
	elseif (rand <= 8.6e+72)
		tmp = a - 0.3333333333333333;
	else
		tmp = (0.3333333333333333 * rand) * t_0;
	end
	tmp_2 = tmp;
end
code[a_, rand_] := Block[{t$95$0 = N[Sqrt[N[(a - 0.3333333333333333), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]}, If[LessEqual[rand, -5.8e+89], N[(N[(t$95$0 * 0.3333333333333333), $MachinePrecision] * rand), $MachinePrecision], If[LessEqual[rand, 8.6e+72], N[(a - 0.3333333333333333), $MachinePrecision], N[(N[(0.3333333333333333 * rand), $MachinePrecision] * t$95$0), $MachinePrecision]]]]
\begin{array}{l}

\\
\begin{array}{l}
t_0 := \sqrt{a - 0.3333333333333333}\\
\mathbf{if}\;rand \leq -5.8 \cdot 10^{+89}:\\
\;\;\;\;\left(t\_0 \cdot 0.3333333333333333\right) \cdot rand\\

\mathbf{elif}\;rand \leq 8.6 \cdot 10^{+72}:\\
\;\;\;\;a - 0.3333333333333333\\

\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;\left(0.3333333333333333 \cdot rand\right) \cdot t\_0\\


\end{array}
\end{array}
Derivation
  1. Split input into 3 regimes
  2. if rand < -5.80000000000000051e89

    1. Initial program 99.4%

      \[\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) \]
    2. Add Preprocessing
    3. Taylor expanded in rand around inf

      \[\leadsto \color{blue}{rand \cdot \left(\left(\frac{1}{3} \cdot \sqrt{a - \frac{1}{3}} + \frac{a}{rand}\right) - \frac{1}{3} \cdot \frac{1}{rand}\right)} \]
    4. Step-by-step derivation
      1. *-commutativeN/A

        \[\leadsto \color{blue}{\left(\left(\frac{1}{3} \cdot \sqrt{a - \frac{1}{3}} + \frac{a}{rand}\right) - \frac{1}{3} \cdot \frac{1}{rand}\right) \cdot rand} \]
      2. lower-*.f64N/A

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

        \[\leadsto \color{blue}{\left(\frac{1}{3} \cdot \sqrt{a - \frac{1}{3}} + \left(\frac{a}{rand} - \frac{1}{3} \cdot \frac{1}{rand}\right)\right)} \cdot rand \]
      4. *-commutativeN/A

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

        \[\leadsto \left(\sqrt{a - \frac{1}{3}} \cdot \frac{1}{3} + \left(\frac{a}{rand} - \color{blue}{\frac{\frac{1}{3} \cdot 1}{rand}}\right)\right) \cdot rand \]
      6. metadata-evalN/A

        \[\leadsto \left(\sqrt{a - \frac{1}{3}} \cdot \frac{1}{3} + \left(\frac{a}{rand} - \frac{\color{blue}{\frac{1}{3}}}{rand}\right)\right) \cdot rand \]
      7. div-subN/A

        \[\leadsto \left(\sqrt{a - \frac{1}{3}} \cdot \frac{1}{3} + \color{blue}{\frac{a - \frac{1}{3}}{rand}}\right) \cdot rand \]
      8. lower-fma.f64N/A

        \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\sqrt{a - \frac{1}{3}}, \frac{1}{3}, \frac{a - \frac{1}{3}}{rand}\right)} \cdot rand \]
      9. lower-sqrt.f64N/A

        \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\sqrt{a - \frac{1}{3}}}, \frac{1}{3}, \frac{a - \frac{1}{3}}{rand}\right) \cdot rand \]
      10. lower--.f64N/A

        \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\sqrt{\color{blue}{a - \frac{1}{3}}}, \frac{1}{3}, \frac{a - \frac{1}{3}}{rand}\right) \cdot rand \]
      11. lower-/.f64N/A

        \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\sqrt{a - \frac{1}{3}}, \frac{1}{3}, \color{blue}{\frac{a - \frac{1}{3}}{rand}}\right) \cdot rand \]
      12. lower--.f6499.6

        \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\sqrt{a - 0.3333333333333333}, 0.3333333333333333, \frac{\color{blue}{a - 0.3333333333333333}}{rand}\right) \cdot rand \]
    5. Applied rewrites99.6%

      \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\sqrt{a - 0.3333333333333333}, 0.3333333333333333, \frac{a - 0.3333333333333333}{rand}\right) \cdot rand} \]
    6. Taylor expanded in rand around inf

      \[\leadsto \left(\frac{1}{3} \cdot \sqrt{a - \frac{1}{3}}\right) \cdot rand \]
    7. Step-by-step derivation
      1. Applied rewrites94.8%

        \[\leadsto \left(\sqrt{a - 0.3333333333333333} \cdot 0.3333333333333333\right) \cdot rand \]

      if -5.80000000000000051e89 < rand < 8.6000000000000003e72

      1. Initial program 100.0%

        \[\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) \]
      2. Add Preprocessing
      3. Taylor expanded in rand around 0

        \[\leadsto \color{blue}{a - \frac{1}{3}} \]
      4. Step-by-step derivation
        1. lower--.f6493.9

          \[\leadsto \color{blue}{a - 0.3333333333333333} \]
      5. Applied rewrites93.9%

        \[\leadsto \color{blue}{a - 0.3333333333333333} \]

      if 8.6000000000000003e72 < rand

      1. Initial program 99.6%

        \[\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) \]
      2. Add Preprocessing
      3. Taylor expanded in rand around inf

        \[\leadsto \color{blue}{\frac{1}{3} \cdot \left(rand \cdot \sqrt{a - \frac{1}{3}}\right)} \]
      4. Step-by-step derivation
        1. associate-*r*N/A

          \[\leadsto \color{blue}{\left(\frac{1}{3} \cdot rand\right) \cdot \sqrt{a - \frac{1}{3}}} \]
        2. lower-*.f64N/A

          \[\leadsto \color{blue}{\left(\frac{1}{3} \cdot rand\right) \cdot \sqrt{a - \frac{1}{3}}} \]
        3. *-commutativeN/A

          \[\leadsto \color{blue}{\left(rand \cdot \frac{1}{3}\right)} \cdot \sqrt{a - \frac{1}{3}} \]
        4. lower-*.f64N/A

          \[\leadsto \color{blue}{\left(rand \cdot \frac{1}{3}\right)} \cdot \sqrt{a - \frac{1}{3}} \]
        5. lower-sqrt.f64N/A

          \[\leadsto \left(rand \cdot \frac{1}{3}\right) \cdot \color{blue}{\sqrt{a - \frac{1}{3}}} \]
        6. lower--.f6487.4

          \[\leadsto \left(rand \cdot 0.3333333333333333\right) \cdot \sqrt{\color{blue}{a - 0.3333333333333333}} \]
      5. Applied rewrites87.4%

        \[\leadsto \color{blue}{\left(rand \cdot 0.3333333333333333\right) \cdot \sqrt{a - 0.3333333333333333}} \]
    8. Recombined 3 regimes into one program.
    9. Final simplification92.5%

      \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;rand \leq -5.8 \cdot 10^{+89}:\\ \;\;\;\;\left(\sqrt{a - 0.3333333333333333} \cdot 0.3333333333333333\right) \cdot rand\\ \mathbf{elif}\;rand \leq 8.6 \cdot 10^{+72}:\\ \;\;\;\;a - 0.3333333333333333\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\left(0.3333333333333333 \cdot rand\right) \cdot \sqrt{a - 0.3333333333333333}\\ \end{array} \]
    10. Add Preprocessing

    Alternative 3: 92.7% accurate, 1.9× speedup?

    \[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} t_0 := \left(\sqrt{a - 0.3333333333333333} \cdot 0.3333333333333333\right) \cdot rand\\ \mathbf{if}\;rand \leq -5.8 \cdot 10^{+89}:\\ \;\;\;\;t\_0\\ \mathbf{elif}\;rand \leq 8.6 \cdot 10^{+72}:\\ \;\;\;\;a - 0.3333333333333333\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;t\_0\\ \end{array} \end{array} \]
    (FPCore (a rand)
     :precision binary64
     (let* ((t_0 (* (* (sqrt (- a 0.3333333333333333)) 0.3333333333333333) rand)))
       (if (<= rand -5.8e+89)
         t_0
         (if (<= rand 8.6e+72) (- a 0.3333333333333333) t_0))))
    double code(double a, double rand) {
    	double t_0 = (sqrt((a - 0.3333333333333333)) * 0.3333333333333333) * rand;
    	double tmp;
    	if (rand <= -5.8e+89) {
    		tmp = t_0;
    	} else if (rand <= 8.6e+72) {
    		tmp = a - 0.3333333333333333;
    	} else {
    		tmp = t_0;
    	}
    	return tmp;
    }
    
    real(8) function code(a, rand)
        real(8), intent (in) :: a
        real(8), intent (in) :: rand
        real(8) :: t_0
        real(8) :: tmp
        t_0 = (sqrt((a - 0.3333333333333333d0)) * 0.3333333333333333d0) * rand
        if (rand <= (-5.8d+89)) then
            tmp = t_0
        else if (rand <= 8.6d+72) then
            tmp = a - 0.3333333333333333d0
        else
            tmp = t_0
        end if
        code = tmp
    end function
    
    public static double code(double a, double rand) {
    	double t_0 = (Math.sqrt((a - 0.3333333333333333)) * 0.3333333333333333) * rand;
    	double tmp;
    	if (rand <= -5.8e+89) {
    		tmp = t_0;
    	} else if (rand <= 8.6e+72) {
    		tmp = a - 0.3333333333333333;
    	} else {
    		tmp = t_0;
    	}
    	return tmp;
    }
    
    def code(a, rand):
    	t_0 = (math.sqrt((a - 0.3333333333333333)) * 0.3333333333333333) * rand
    	tmp = 0
    	if rand <= -5.8e+89:
    		tmp = t_0
    	elif rand <= 8.6e+72:
    		tmp = a - 0.3333333333333333
    	else:
    		tmp = t_0
    	return tmp
    
    function code(a, rand)
    	t_0 = Float64(Float64(sqrt(Float64(a - 0.3333333333333333)) * 0.3333333333333333) * rand)
    	tmp = 0.0
    	if (rand <= -5.8e+89)
    		tmp = t_0;
    	elseif (rand <= 8.6e+72)
    		tmp = Float64(a - 0.3333333333333333);
    	else
    		tmp = t_0;
    	end
    	return tmp
    end
    
    function tmp_2 = code(a, rand)
    	t_0 = (sqrt((a - 0.3333333333333333)) * 0.3333333333333333) * rand;
    	tmp = 0.0;
    	if (rand <= -5.8e+89)
    		tmp = t_0;
    	elseif (rand <= 8.6e+72)
    		tmp = a - 0.3333333333333333;
    	else
    		tmp = t_0;
    	end
    	tmp_2 = tmp;
    end
    
    code[a_, rand_] := Block[{t$95$0 = N[(N[(N[Sqrt[N[(a - 0.3333333333333333), $MachinePrecision]], $MachinePrecision] * 0.3333333333333333), $MachinePrecision] * rand), $MachinePrecision]}, If[LessEqual[rand, -5.8e+89], t$95$0, If[LessEqual[rand, 8.6e+72], N[(a - 0.3333333333333333), $MachinePrecision], t$95$0]]]
    
    \begin{array}{l}
    
    \\
    \begin{array}{l}
    t_0 := \left(\sqrt{a - 0.3333333333333333} \cdot 0.3333333333333333\right) \cdot rand\\
    \mathbf{if}\;rand \leq -5.8 \cdot 10^{+89}:\\
    \;\;\;\;t\_0\\
    
    \mathbf{elif}\;rand \leq 8.6 \cdot 10^{+72}:\\
    \;\;\;\;a - 0.3333333333333333\\
    
    \mathbf{else}:\\
    \;\;\;\;t\_0\\
    
    
    \end{array}
    \end{array}
    
    Derivation
    1. Split input into 2 regimes
    2. if rand < -5.80000000000000051e89 or 8.6000000000000003e72 < rand

      1. Initial program 99.5%

        \[\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) \]
      2. Add Preprocessing
      3. Taylor expanded in rand around inf

        \[\leadsto \color{blue}{rand \cdot \left(\left(\frac{1}{3} \cdot \sqrt{a - \frac{1}{3}} + \frac{a}{rand}\right) - \frac{1}{3} \cdot \frac{1}{rand}\right)} \]
      4. Step-by-step derivation
        1. *-commutativeN/A

          \[\leadsto \color{blue}{\left(\left(\frac{1}{3} \cdot \sqrt{a - \frac{1}{3}} + \frac{a}{rand}\right) - \frac{1}{3} \cdot \frac{1}{rand}\right) \cdot rand} \]
        2. lower-*.f64N/A

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

          \[\leadsto \color{blue}{\left(\frac{1}{3} \cdot \sqrt{a - \frac{1}{3}} + \left(\frac{a}{rand} - \frac{1}{3} \cdot \frac{1}{rand}\right)\right)} \cdot rand \]
        4. *-commutativeN/A

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

          \[\leadsto \left(\sqrt{a - \frac{1}{3}} \cdot \frac{1}{3} + \left(\frac{a}{rand} - \color{blue}{\frac{\frac{1}{3} \cdot 1}{rand}}\right)\right) \cdot rand \]
        6. metadata-evalN/A

          \[\leadsto \left(\sqrt{a - \frac{1}{3}} \cdot \frac{1}{3} + \left(\frac{a}{rand} - \frac{\color{blue}{\frac{1}{3}}}{rand}\right)\right) \cdot rand \]
        7. div-subN/A

          \[\leadsto \left(\sqrt{a - \frac{1}{3}} \cdot \frac{1}{3} + \color{blue}{\frac{a - \frac{1}{3}}{rand}}\right) \cdot rand \]
        8. lower-fma.f64N/A

          \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\sqrt{a - \frac{1}{3}}, \frac{1}{3}, \frac{a - \frac{1}{3}}{rand}\right)} \cdot rand \]
        9. lower-sqrt.f64N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\sqrt{a - \frac{1}{3}}}, \frac{1}{3}, \frac{a - \frac{1}{3}}{rand}\right) \cdot rand \]
        10. lower--.f64N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\sqrt{\color{blue}{a - \frac{1}{3}}}, \frac{1}{3}, \frac{a - \frac{1}{3}}{rand}\right) \cdot rand \]
        11. lower-/.f64N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\sqrt{a - \frac{1}{3}}, \frac{1}{3}, \color{blue}{\frac{a - \frac{1}{3}}{rand}}\right) \cdot rand \]
        12. lower--.f6499.5

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\sqrt{a - 0.3333333333333333}, 0.3333333333333333, \frac{\color{blue}{a - 0.3333333333333333}}{rand}\right) \cdot rand \]
      5. Applied rewrites99.5%

        \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\sqrt{a - 0.3333333333333333}, 0.3333333333333333, \frac{a - 0.3333333333333333}{rand}\right) \cdot rand} \]
      6. Taylor expanded in rand around inf

        \[\leadsto \left(\frac{1}{3} \cdot \sqrt{a - \frac{1}{3}}\right) \cdot rand \]
      7. Step-by-step derivation
        1. Applied rewrites90.4%

          \[\leadsto \left(\sqrt{a - 0.3333333333333333} \cdot 0.3333333333333333\right) \cdot rand \]

        if -5.80000000000000051e89 < rand < 8.6000000000000003e72

        1. Initial program 100.0%

          \[\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) \]
        2. Add Preprocessing
        3. Taylor expanded in rand around 0

          \[\leadsto \color{blue}{a - \frac{1}{3}} \]
        4. Step-by-step derivation
          1. lower--.f6493.9

            \[\leadsto \color{blue}{a - 0.3333333333333333} \]
        5. Applied rewrites93.9%

          \[\leadsto \color{blue}{a - 0.3333333333333333} \]
      8. Recombined 2 regimes into one program.
      9. Add Preprocessing

      Alternative 4: 92.0% accurate, 2.0× speedup?

      \[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;rand \leq -5.8 \cdot 10^{+89}:\\ \;\;\;\;\left(\sqrt{a} \cdot 0.3333333333333333\right) \cdot rand\\ \mathbf{elif}\;rand \leq 8.6 \cdot 10^{+72}:\\ \;\;\;\;a - 0.3333333333333333\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(0.3333333333333333, \sqrt{a} \cdot rand, -0.3333333333333333\right)\\ \end{array} \end{array} \]
      (FPCore (a rand)
       :precision binary64
       (if (<= rand -5.8e+89)
         (* (* (sqrt a) 0.3333333333333333) rand)
         (if (<= rand 8.6e+72)
           (- a 0.3333333333333333)
           (fma 0.3333333333333333 (* (sqrt a) rand) -0.3333333333333333))))
      double code(double a, double rand) {
      	double tmp;
      	if (rand <= -5.8e+89) {
      		tmp = (sqrt(a) * 0.3333333333333333) * rand;
      	} else if (rand <= 8.6e+72) {
      		tmp = a - 0.3333333333333333;
      	} else {
      		tmp = fma(0.3333333333333333, (sqrt(a) * rand), -0.3333333333333333);
      	}
      	return tmp;
      }
      
      function code(a, rand)
      	tmp = 0.0
      	if (rand <= -5.8e+89)
      		tmp = Float64(Float64(sqrt(a) * 0.3333333333333333) * rand);
      	elseif (rand <= 8.6e+72)
      		tmp = Float64(a - 0.3333333333333333);
      	else
      		tmp = fma(0.3333333333333333, Float64(sqrt(a) * rand), -0.3333333333333333);
      	end
      	return tmp
      end
      
      code[a_, rand_] := If[LessEqual[rand, -5.8e+89], N[(N[(N[Sqrt[a], $MachinePrecision] * 0.3333333333333333), $MachinePrecision] * rand), $MachinePrecision], If[LessEqual[rand, 8.6e+72], N[(a - 0.3333333333333333), $MachinePrecision], N[(0.3333333333333333 * N[(N[Sqrt[a], $MachinePrecision] * rand), $MachinePrecision] + -0.3333333333333333), $MachinePrecision]]]
      
      \begin{array}{l}
      
      \\
      \begin{array}{l}
      \mathbf{if}\;rand \leq -5.8 \cdot 10^{+89}:\\
      \;\;\;\;\left(\sqrt{a} \cdot 0.3333333333333333\right) \cdot rand\\
      
      \mathbf{elif}\;rand \leq 8.6 \cdot 10^{+72}:\\
      \;\;\;\;a - 0.3333333333333333\\
      
      \mathbf{else}:\\
      \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(0.3333333333333333, \sqrt{a} \cdot rand, -0.3333333333333333\right)\\
      
      
      \end{array}
      \end{array}
      
      Derivation
      1. Split input into 3 regimes
      2. if rand < -5.80000000000000051e89

        1. Initial program 99.4%

          \[\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) \]
        2. Add Preprocessing
        3. Taylor expanded in rand around inf

          \[\leadsto \color{blue}{rand \cdot \left(\left(\frac{1}{3} \cdot \sqrt{a - \frac{1}{3}} + \frac{a}{rand}\right) - \frac{1}{3} \cdot \frac{1}{rand}\right)} \]
        4. Step-by-step derivation
          1. *-commutativeN/A

            \[\leadsto \color{blue}{\left(\left(\frac{1}{3} \cdot \sqrt{a - \frac{1}{3}} + \frac{a}{rand}\right) - \frac{1}{3} \cdot \frac{1}{rand}\right) \cdot rand} \]
          2. lower-*.f64N/A

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

            \[\leadsto \color{blue}{\left(\frac{1}{3} \cdot \sqrt{a - \frac{1}{3}} + \left(\frac{a}{rand} - \frac{1}{3} \cdot \frac{1}{rand}\right)\right)} \cdot rand \]
          4. *-commutativeN/A

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

            \[\leadsto \left(\sqrt{a - \frac{1}{3}} \cdot \frac{1}{3} + \left(\frac{a}{rand} - \color{blue}{\frac{\frac{1}{3} \cdot 1}{rand}}\right)\right) \cdot rand \]
          6. metadata-evalN/A

            \[\leadsto \left(\sqrt{a - \frac{1}{3}} \cdot \frac{1}{3} + \left(\frac{a}{rand} - \frac{\color{blue}{\frac{1}{3}}}{rand}\right)\right) \cdot rand \]
          7. div-subN/A

            \[\leadsto \left(\sqrt{a - \frac{1}{3}} \cdot \frac{1}{3} + \color{blue}{\frac{a - \frac{1}{3}}{rand}}\right) \cdot rand \]
          8. lower-fma.f64N/A

            \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\sqrt{a - \frac{1}{3}}, \frac{1}{3}, \frac{a - \frac{1}{3}}{rand}\right)} \cdot rand \]
          9. lower-sqrt.f64N/A

            \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\sqrt{a - \frac{1}{3}}}, \frac{1}{3}, \frac{a - \frac{1}{3}}{rand}\right) \cdot rand \]
          10. lower--.f64N/A

            \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\sqrt{\color{blue}{a - \frac{1}{3}}}, \frac{1}{3}, \frac{a - \frac{1}{3}}{rand}\right) \cdot rand \]
          11. lower-/.f64N/A

            \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\sqrt{a - \frac{1}{3}}, \frac{1}{3}, \color{blue}{\frac{a - \frac{1}{3}}{rand}}\right) \cdot rand \]
          12. lower--.f6499.6

            \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\sqrt{a - 0.3333333333333333}, 0.3333333333333333, \frac{\color{blue}{a - 0.3333333333333333}}{rand}\right) \cdot rand \]
        5. Applied rewrites99.6%

          \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\sqrt{a - 0.3333333333333333}, 0.3333333333333333, \frac{a - 0.3333333333333333}{rand}\right) \cdot rand} \]
        6. Taylor expanded in rand around inf

          \[\leadsto \left(\frac{1}{3} \cdot \sqrt{a - \frac{1}{3}}\right) \cdot rand \]
        7. Step-by-step derivation
          1. Applied rewrites94.8%

            \[\leadsto \left(\sqrt{a - 0.3333333333333333} \cdot 0.3333333333333333\right) \cdot rand \]
          2. Taylor expanded in a around inf

            \[\leadsto \left(\sqrt{a} \cdot \frac{1}{3}\right) \cdot rand \]
          3. Step-by-step derivation
            1. Applied rewrites92.9%

              \[\leadsto \left(\sqrt{a} \cdot 0.3333333333333333\right) \cdot rand \]

            if -5.80000000000000051e89 < rand < 8.6000000000000003e72

            1. Initial program 100.0%

              \[\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) \]
            2. Add Preprocessing
            3. Taylor expanded in rand around 0

              \[\leadsto \color{blue}{a - \frac{1}{3}} \]
            4. Step-by-step derivation
              1. lower--.f6493.9

                \[\leadsto \color{blue}{a - 0.3333333333333333} \]
            5. Applied rewrites93.9%

              \[\leadsto \color{blue}{a - 0.3333333333333333} \]

            if 8.6000000000000003e72 < rand

            1. Initial program 99.6%

              \[\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) \]
            2. Add Preprocessing
            3. Step-by-step derivation
              1. lift-*.f64N/A

                \[\leadsto \color{blue}{\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right)} \]
              2. *-commutativeN/A

                \[\leadsto \color{blue}{\left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)} \]
              3. lift-+.f64N/A

                \[\leadsto \color{blue}{\left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right)} \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right) \]
              4. +-commutativeN/A

                \[\leadsto \color{blue}{\left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand + 1\right)} \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right) \]
              5. distribute-lft1-inN/A

                \[\leadsto \color{blue}{\left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right) + \left(a - \frac{1}{3}\right)} \]
            4. Applied rewrites99.6%

              \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(0.3333333333333333, \frac{rand}{\sqrt{a - 0.3333333333333333}} \cdot \left(a - 0.3333333333333333\right), a - 0.3333333333333333\right)} \]
            5. Taylor expanded in a around 0

              \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\frac{1}{3}, \frac{rand}{\sqrt{a - \frac{1}{3}}} \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right), \color{blue}{\frac{-1}{3}}\right) \]
            6. Step-by-step derivation
              1. Applied rewrites87.4%

                \[\leadsto \mathsf{fma}\left(0.3333333333333333, \frac{rand}{\sqrt{a - 0.3333333333333333}} \cdot \left(a - 0.3333333333333333\right), \color{blue}{-0.3333333333333333}\right) \]
              2. Taylor expanded in a around inf

                \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\frac{1}{3}, \color{blue}{\sqrt{a} \cdot rand}, \frac{-1}{3}\right) \]
              3. Step-by-step derivation
                1. lower-*.f64N/A

                  \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\frac{1}{3}, \color{blue}{\sqrt{a} \cdot rand}, \frac{-1}{3}\right) \]
                2. lower-sqrt.f6485.1

                  \[\leadsto \mathsf{fma}\left(0.3333333333333333, \color{blue}{\sqrt{a}} \cdot rand, -0.3333333333333333\right) \]
              4. Applied rewrites85.1%

                \[\leadsto \mathsf{fma}\left(0.3333333333333333, \color{blue}{\sqrt{a} \cdot rand}, -0.3333333333333333\right) \]
            7. Recombined 3 regimes into one program.
            8. Add Preprocessing

            Alternative 5: 92.0% accurate, 2.1× speedup?

            \[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} t_0 := \left(\sqrt{a} \cdot 0.3333333333333333\right) \cdot rand\\ \mathbf{if}\;rand \leq -5.8 \cdot 10^{+89}:\\ \;\;\;\;t\_0\\ \mathbf{elif}\;rand \leq 8.6 \cdot 10^{+72}:\\ \;\;\;\;a - 0.3333333333333333\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;t\_0\\ \end{array} \end{array} \]
            (FPCore (a rand)
             :precision binary64
             (let* ((t_0 (* (* (sqrt a) 0.3333333333333333) rand)))
               (if (<= rand -5.8e+89)
                 t_0
                 (if (<= rand 8.6e+72) (- a 0.3333333333333333) t_0))))
            double code(double a, double rand) {
            	double t_0 = (sqrt(a) * 0.3333333333333333) * rand;
            	double tmp;
            	if (rand <= -5.8e+89) {
            		tmp = t_0;
            	} else if (rand <= 8.6e+72) {
            		tmp = a - 0.3333333333333333;
            	} else {
            		tmp = t_0;
            	}
            	return tmp;
            }
            
            real(8) function code(a, rand)
                real(8), intent (in) :: a
                real(8), intent (in) :: rand
                real(8) :: t_0
                real(8) :: tmp
                t_0 = (sqrt(a) * 0.3333333333333333d0) * rand
                if (rand <= (-5.8d+89)) then
                    tmp = t_0
                else if (rand <= 8.6d+72) then
                    tmp = a - 0.3333333333333333d0
                else
                    tmp = t_0
                end if
                code = tmp
            end function
            
            public static double code(double a, double rand) {
            	double t_0 = (Math.sqrt(a) * 0.3333333333333333) * rand;
            	double tmp;
            	if (rand <= -5.8e+89) {
            		tmp = t_0;
            	} else if (rand <= 8.6e+72) {
            		tmp = a - 0.3333333333333333;
            	} else {
            		tmp = t_0;
            	}
            	return tmp;
            }
            
            def code(a, rand):
            	t_0 = (math.sqrt(a) * 0.3333333333333333) * rand
            	tmp = 0
            	if rand <= -5.8e+89:
            		tmp = t_0
            	elif rand <= 8.6e+72:
            		tmp = a - 0.3333333333333333
            	else:
            		tmp = t_0
            	return tmp
            
            function code(a, rand)
            	t_0 = Float64(Float64(sqrt(a) * 0.3333333333333333) * rand)
            	tmp = 0.0
            	if (rand <= -5.8e+89)
            		tmp = t_0;
            	elseif (rand <= 8.6e+72)
            		tmp = Float64(a - 0.3333333333333333);
            	else
            		tmp = t_0;
            	end
            	return tmp
            end
            
            function tmp_2 = code(a, rand)
            	t_0 = (sqrt(a) * 0.3333333333333333) * rand;
            	tmp = 0.0;
            	if (rand <= -5.8e+89)
            		tmp = t_0;
            	elseif (rand <= 8.6e+72)
            		tmp = a - 0.3333333333333333;
            	else
            		tmp = t_0;
            	end
            	tmp_2 = tmp;
            end
            
            code[a_, rand_] := Block[{t$95$0 = N[(N[(N[Sqrt[a], $MachinePrecision] * 0.3333333333333333), $MachinePrecision] * rand), $MachinePrecision]}, If[LessEqual[rand, -5.8e+89], t$95$0, If[LessEqual[rand, 8.6e+72], N[(a - 0.3333333333333333), $MachinePrecision], t$95$0]]]
            
            \begin{array}{l}
            
            \\
            \begin{array}{l}
            t_0 := \left(\sqrt{a} \cdot 0.3333333333333333\right) \cdot rand\\
            \mathbf{if}\;rand \leq -5.8 \cdot 10^{+89}:\\
            \;\;\;\;t\_0\\
            
            \mathbf{elif}\;rand \leq 8.6 \cdot 10^{+72}:\\
            \;\;\;\;a - 0.3333333333333333\\
            
            \mathbf{else}:\\
            \;\;\;\;t\_0\\
            
            
            \end{array}
            \end{array}
            
            Derivation
            1. Split input into 2 regimes
            2. if rand < -5.80000000000000051e89 or 8.6000000000000003e72 < rand

              1. Initial program 99.5%

                \[\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) \]
              2. Add Preprocessing
              3. Taylor expanded in rand around inf

                \[\leadsto \color{blue}{rand \cdot \left(\left(\frac{1}{3} \cdot \sqrt{a - \frac{1}{3}} + \frac{a}{rand}\right) - \frac{1}{3} \cdot \frac{1}{rand}\right)} \]
              4. Step-by-step derivation
                1. *-commutativeN/A

                  \[\leadsto \color{blue}{\left(\left(\frac{1}{3} \cdot \sqrt{a - \frac{1}{3}} + \frac{a}{rand}\right) - \frac{1}{3} \cdot \frac{1}{rand}\right) \cdot rand} \]
                2. lower-*.f64N/A

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

                  \[\leadsto \color{blue}{\left(\frac{1}{3} \cdot \sqrt{a - \frac{1}{3}} + \left(\frac{a}{rand} - \frac{1}{3} \cdot \frac{1}{rand}\right)\right)} \cdot rand \]
                4. *-commutativeN/A

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

                  \[\leadsto \left(\sqrt{a - \frac{1}{3}} \cdot \frac{1}{3} + \left(\frac{a}{rand} - \color{blue}{\frac{\frac{1}{3} \cdot 1}{rand}}\right)\right) \cdot rand \]
                6. metadata-evalN/A

                  \[\leadsto \left(\sqrt{a - \frac{1}{3}} \cdot \frac{1}{3} + \left(\frac{a}{rand} - \frac{\color{blue}{\frac{1}{3}}}{rand}\right)\right) \cdot rand \]
                7. div-subN/A

                  \[\leadsto \left(\sqrt{a - \frac{1}{3}} \cdot \frac{1}{3} + \color{blue}{\frac{a - \frac{1}{3}}{rand}}\right) \cdot rand \]
                8. lower-fma.f64N/A

                  \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\sqrt{a - \frac{1}{3}}, \frac{1}{3}, \frac{a - \frac{1}{3}}{rand}\right)} \cdot rand \]
                9. lower-sqrt.f64N/A

                  \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\sqrt{a - \frac{1}{3}}}, \frac{1}{3}, \frac{a - \frac{1}{3}}{rand}\right) \cdot rand \]
                10. lower--.f64N/A

                  \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\sqrt{\color{blue}{a - \frac{1}{3}}}, \frac{1}{3}, \frac{a - \frac{1}{3}}{rand}\right) \cdot rand \]
                11. lower-/.f64N/A

                  \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\sqrt{a - \frac{1}{3}}, \frac{1}{3}, \color{blue}{\frac{a - \frac{1}{3}}{rand}}\right) \cdot rand \]
                12. lower--.f6499.5

                  \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\sqrt{a - 0.3333333333333333}, 0.3333333333333333, \frac{\color{blue}{a - 0.3333333333333333}}{rand}\right) \cdot rand \]
              5. Applied rewrites99.5%

                \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\sqrt{a - 0.3333333333333333}, 0.3333333333333333, \frac{a - 0.3333333333333333}{rand}\right) \cdot rand} \]
              6. Taylor expanded in rand around inf

                \[\leadsto \left(\frac{1}{3} \cdot \sqrt{a - \frac{1}{3}}\right) \cdot rand \]
              7. Step-by-step derivation
                1. Applied rewrites90.4%

                  \[\leadsto \left(\sqrt{a - 0.3333333333333333} \cdot 0.3333333333333333\right) \cdot rand \]
                2. Taylor expanded in a around inf

                  \[\leadsto \left(\sqrt{a} \cdot \frac{1}{3}\right) \cdot rand \]
                3. Step-by-step derivation
                  1. Applied rewrites88.2%

                    \[\leadsto \left(\sqrt{a} \cdot 0.3333333333333333\right) \cdot rand \]

                  if -5.80000000000000051e89 < rand < 8.6000000000000003e72

                  1. Initial program 100.0%

                    \[\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) \]
                  2. Add Preprocessing
                  3. Taylor expanded in rand around 0

                    \[\leadsto \color{blue}{a - \frac{1}{3}} \]
                  4. Step-by-step derivation
                    1. lower--.f6493.9

                      \[\leadsto \color{blue}{a - 0.3333333333333333} \]
                  5. Applied rewrites93.9%

                    \[\leadsto \color{blue}{a - 0.3333333333333333} \]
                4. Recombined 2 regimes into one program.
                5. Add Preprocessing

                Alternative 6: 99.8% accurate, 2.4× speedup?

                \[\begin{array}{l} \\ \mathsf{fma}\left(\sqrt{a - 0.3333333333333333} \cdot 0.3333333333333333, rand, a - 0.3333333333333333\right) \end{array} \]
                (FPCore (a rand)
                 :precision binary64
                 (fma
                  (* (sqrt (- a 0.3333333333333333)) 0.3333333333333333)
                  rand
                  (- a 0.3333333333333333)))
                double code(double a, double rand) {
                	return fma((sqrt((a - 0.3333333333333333)) * 0.3333333333333333), rand, (a - 0.3333333333333333));
                }
                
                function code(a, rand)
                	return fma(Float64(sqrt(Float64(a - 0.3333333333333333)) * 0.3333333333333333), rand, Float64(a - 0.3333333333333333))
                end
                
                code[a_, rand_] := N[(N[(N[Sqrt[N[(a - 0.3333333333333333), $MachinePrecision]], $MachinePrecision] * 0.3333333333333333), $MachinePrecision] * rand + N[(a - 0.3333333333333333), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
                
                \begin{array}{l}
                
                \\
                \mathsf{fma}\left(\sqrt{a - 0.3333333333333333} \cdot 0.3333333333333333, rand, a - 0.3333333333333333\right)
                \end{array}
                
                Derivation
                1. Initial program 99.8%

                  \[\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) \]
                2. Add Preprocessing
                3. Step-by-step derivation
                  1. lift-*.f64N/A

                    \[\leadsto \color{blue}{\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right)} \]
                  2. lift-+.f64N/A

                    \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \color{blue}{\left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right)} \]
                  3. +-commutativeN/A

                    \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \color{blue}{\left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand + 1\right)} \]
                  4. distribute-lft-inN/A

                    \[\leadsto \color{blue}{\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot 1} \]
                  5. *-rgt-identityN/A

                    \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \color{blue}{\left(a - \frac{1}{3}\right)} \]
                  6. lift--.f64N/A

                    \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \color{blue}{\left(a - \frac{1}{3}\right)} \]
                  7. sub-negN/A

                    \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \color{blue}{\left(a + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{3}\right)\right)\right)} \]
                  8. +-commutativeN/A

                    \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \color{blue}{\left(\left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{3}\right)\right) + a\right)} \]
                  9. associate-+r+N/A

                    \[\leadsto \color{blue}{\left(\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{3}\right)\right)\right) + a} \]
                  10. lower-+.f64N/A

                    \[\leadsto \color{blue}{\left(\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{3}\right)\right)\right) + a} \]
                4. Applied rewrites99.8%

                  \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{rand}{\sqrt{\mathsf{fma}\left(a, 9, -3\right)}}, a - 0.3333333333333333, -0.3333333333333333\right) + a} \]
                5. Applied rewrites99.8%

                  \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\sqrt{a - 0.3333333333333333} \cdot 0.3333333333333333, rand, a - 0.3333333333333333\right)} \]
                6. Add Preprocessing

                Alternative 7: 99.8% accurate, 2.4× speedup?

                \[\begin{array}{l} \\ \mathsf{fma}\left(0.3333333333333333 \cdot rand, \sqrt{a - 0.3333333333333333}, a - 0.3333333333333333\right) \end{array} \]
                (FPCore (a rand)
                 :precision binary64
                 (fma
                  (* 0.3333333333333333 rand)
                  (sqrt (- a 0.3333333333333333))
                  (- a 0.3333333333333333)))
                double code(double a, double rand) {
                	return fma((0.3333333333333333 * rand), sqrt((a - 0.3333333333333333)), (a - 0.3333333333333333));
                }
                
                function code(a, rand)
                	return fma(Float64(0.3333333333333333 * rand), sqrt(Float64(a - 0.3333333333333333)), Float64(a - 0.3333333333333333))
                end
                
                code[a_, rand_] := N[(N[(0.3333333333333333 * rand), $MachinePrecision] * N[Sqrt[N[(a - 0.3333333333333333), $MachinePrecision]], $MachinePrecision] + N[(a - 0.3333333333333333), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
                
                \begin{array}{l}
                
                \\
                \mathsf{fma}\left(0.3333333333333333 \cdot rand, \sqrt{a - 0.3333333333333333}, a - 0.3333333333333333\right)
                \end{array}
                
                Derivation
                1. Initial program 99.8%

                  \[\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) \]
                2. Add Preprocessing
                3. Taylor expanded in rand around 0

                  \[\leadsto \color{blue}{\left(a + \frac{1}{3} \cdot \left(rand \cdot \sqrt{a - \frac{1}{3}}\right)\right) - \frac{1}{3}} \]
                4. Step-by-step derivation
                  1. +-commutativeN/A

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

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

                    \[\leadsto \color{blue}{\left(\frac{1}{3} \cdot rand\right) \cdot \sqrt{a - \frac{1}{3}}} + \left(a - \frac{1}{3}\right) \]
                  4. lower-fma.f64N/A

                    \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{3} \cdot rand, \sqrt{a - \frac{1}{3}}, a - \frac{1}{3}\right)} \]
                  5. *-commutativeN/A

                    \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{rand \cdot \frac{1}{3}}, \sqrt{a - \frac{1}{3}}, a - \frac{1}{3}\right) \]
                  6. lower-*.f64N/A

                    \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{rand \cdot \frac{1}{3}}, \sqrt{a - \frac{1}{3}}, a - \frac{1}{3}\right) \]
                  7. lower-sqrt.f64N/A

                    \[\leadsto \mathsf{fma}\left(rand \cdot \frac{1}{3}, \color{blue}{\sqrt{a - \frac{1}{3}}}, a - \frac{1}{3}\right) \]
                  8. lower--.f64N/A

                    \[\leadsto \mathsf{fma}\left(rand \cdot \frac{1}{3}, \sqrt{\color{blue}{a - \frac{1}{3}}}, a - \frac{1}{3}\right) \]
                  9. lower--.f6499.8

                    \[\leadsto \mathsf{fma}\left(rand \cdot 0.3333333333333333, \sqrt{a - 0.3333333333333333}, \color{blue}{a - 0.3333333333333333}\right) \]
                5. Applied rewrites99.8%

                  \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(rand \cdot 0.3333333333333333, \sqrt{a - 0.3333333333333333}, a - 0.3333333333333333\right)} \]
                6. Final simplification99.8%

                  \[\leadsto \mathsf{fma}\left(0.3333333333333333 \cdot rand, \sqrt{a - 0.3333333333333333}, a - 0.3333333333333333\right) \]
                7. Add Preprocessing

                Alternative 8: 98.9% accurate, 2.7× speedup?

                \[\begin{array}{l} \\ \mathsf{fma}\left(0.3333333333333333 \cdot rand, \sqrt{a}, a - 0.3333333333333333\right) \end{array} \]
                (FPCore (a rand)
                 :precision binary64
                 (fma (* 0.3333333333333333 rand) (sqrt a) (- a 0.3333333333333333)))
                double code(double a, double rand) {
                	return fma((0.3333333333333333 * rand), sqrt(a), (a - 0.3333333333333333));
                }
                
                function code(a, rand)
                	return fma(Float64(0.3333333333333333 * rand), sqrt(a), Float64(a - 0.3333333333333333))
                end
                
                code[a_, rand_] := N[(N[(0.3333333333333333 * rand), $MachinePrecision] * N[Sqrt[a], $MachinePrecision] + N[(a - 0.3333333333333333), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
                
                \begin{array}{l}
                
                \\
                \mathsf{fma}\left(0.3333333333333333 \cdot rand, \sqrt{a}, a - 0.3333333333333333\right)
                \end{array}
                
                Derivation
                1. Initial program 99.8%

                  \[\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) \]
                2. Add Preprocessing
                3. Taylor expanded in rand around 0

                  \[\leadsto \color{blue}{\left(a + \frac{1}{3} \cdot \left(rand \cdot \sqrt{a - \frac{1}{3}}\right)\right) - \frac{1}{3}} \]
                4. Step-by-step derivation
                  1. +-commutativeN/A

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

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

                    \[\leadsto \color{blue}{\left(\frac{1}{3} \cdot rand\right) \cdot \sqrt{a - \frac{1}{3}}} + \left(a - \frac{1}{3}\right) \]
                  4. lower-fma.f64N/A

                    \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{3} \cdot rand, \sqrt{a - \frac{1}{3}}, a - \frac{1}{3}\right)} \]
                  5. *-commutativeN/A

                    \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{rand \cdot \frac{1}{3}}, \sqrt{a - \frac{1}{3}}, a - \frac{1}{3}\right) \]
                  6. lower-*.f64N/A

                    \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{rand \cdot \frac{1}{3}}, \sqrt{a - \frac{1}{3}}, a - \frac{1}{3}\right) \]
                  7. lower-sqrt.f64N/A

                    \[\leadsto \mathsf{fma}\left(rand \cdot \frac{1}{3}, \color{blue}{\sqrt{a - \frac{1}{3}}}, a - \frac{1}{3}\right) \]
                  8. lower--.f64N/A

                    \[\leadsto \mathsf{fma}\left(rand \cdot \frac{1}{3}, \sqrt{\color{blue}{a - \frac{1}{3}}}, a - \frac{1}{3}\right) \]
                  9. lower--.f6499.8

                    \[\leadsto \mathsf{fma}\left(rand \cdot 0.3333333333333333, \sqrt{a - 0.3333333333333333}, \color{blue}{a - 0.3333333333333333}\right) \]
                5. Applied rewrites99.8%

                  \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(rand \cdot 0.3333333333333333, \sqrt{a - 0.3333333333333333}, a - 0.3333333333333333\right)} \]
                6. Taylor expanded in a around inf

                  \[\leadsto \mathsf{fma}\left(rand \cdot \frac{1}{3}, \sqrt{a}, a - \frac{1}{3}\right) \]
                7. Step-by-step derivation
                  1. Applied rewrites98.9%

                    \[\leadsto \mathsf{fma}\left(rand \cdot 0.3333333333333333, \sqrt{a}, a - 0.3333333333333333\right) \]
                  2. Final simplification98.9%

                    \[\leadsto \mathsf{fma}\left(0.3333333333333333 \cdot rand, \sqrt{a}, a - 0.3333333333333333\right) \]
                  3. Add Preprocessing

                  Alternative 9: 67.9% accurate, 2.8× speedup?

                  \[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;rand \leq 7.2 \cdot 10^{+137}:\\ \;\;\;\;a - 0.3333333333333333\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\frac{\mathsf{fma}\left(a, a, -0.1111111111111111\right)}{0.3333333333333333}\\ \end{array} \end{array} \]
                  (FPCore (a rand)
                   :precision binary64
                   (if (<= rand 7.2e+137)
                     (- a 0.3333333333333333)
                     (/ (fma a a -0.1111111111111111) 0.3333333333333333)))
                  double code(double a, double rand) {
                  	double tmp;
                  	if (rand <= 7.2e+137) {
                  		tmp = a - 0.3333333333333333;
                  	} else {
                  		tmp = fma(a, a, -0.1111111111111111) / 0.3333333333333333;
                  	}
                  	return tmp;
                  }
                  
                  function code(a, rand)
                  	tmp = 0.0
                  	if (rand <= 7.2e+137)
                  		tmp = Float64(a - 0.3333333333333333);
                  	else
                  		tmp = Float64(fma(a, a, -0.1111111111111111) / 0.3333333333333333);
                  	end
                  	return tmp
                  end
                  
                  code[a_, rand_] := If[LessEqual[rand, 7.2e+137], N[(a - 0.3333333333333333), $MachinePrecision], N[(N[(a * a + -0.1111111111111111), $MachinePrecision] / 0.3333333333333333), $MachinePrecision]]
                  
                  \begin{array}{l}
                  
                  \\
                  \begin{array}{l}
                  \mathbf{if}\;rand \leq 7.2 \cdot 10^{+137}:\\
                  \;\;\;\;a - 0.3333333333333333\\
                  
                  \mathbf{else}:\\
                  \;\;\;\;\frac{\mathsf{fma}\left(a, a, -0.1111111111111111\right)}{0.3333333333333333}\\
                  
                  
                  \end{array}
                  \end{array}
                  
                  Derivation
                  1. Split input into 2 regimes
                  2. if rand < 7.1999999999999999e137

                    1. Initial program 99.8%

                      \[\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) \]
                    2. Add Preprocessing
                    3. Taylor expanded in rand around 0

                      \[\leadsto \color{blue}{a - \frac{1}{3}} \]
                    4. Step-by-step derivation
                      1. lower--.f6470.1

                        \[\leadsto \color{blue}{a - 0.3333333333333333} \]
                    5. Applied rewrites70.1%

                      \[\leadsto \color{blue}{a - 0.3333333333333333} \]

                    if 7.1999999999999999e137 < rand

                    1. Initial program 99.7%

                      \[\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) \]
                    2. Add Preprocessing
                    3. Taylor expanded in rand around 0

                      \[\leadsto \color{blue}{a - \frac{1}{3}} \]
                    4. Step-by-step derivation
                      1. lower--.f645.6

                        \[\leadsto \color{blue}{a - 0.3333333333333333} \]
                    5. Applied rewrites5.6%

                      \[\leadsto \color{blue}{a - 0.3333333333333333} \]
                    6. Step-by-step derivation
                      1. Applied rewrites32.5%

                        \[\leadsto \frac{\mathsf{fma}\left(a, a, -0.1111111111111111\right)}{\color{blue}{a - -0.3333333333333333}} \]
                      2. Taylor expanded in a around 0

                        \[\leadsto \frac{\mathsf{fma}\left(a, a, \frac{-1}{9}\right)}{\frac{1}{3}} \]
                      3. Step-by-step derivation
                        1. Applied rewrites33.2%

                          \[\leadsto \frac{\mathsf{fma}\left(a, a, -0.1111111111111111\right)}{0.3333333333333333} \]
                      4. Recombined 2 regimes into one program.
                      5. Add Preprocessing

                      Alternative 10: 97.6% accurate, 2.8× speedup?

                      \[\begin{array}{l} \\ \left(\sqrt{a} \cdot rand\right) \cdot 0.3333333333333333 + a \end{array} \]
                      (FPCore (a rand)
                       :precision binary64
                       (+ (* (* (sqrt a) rand) 0.3333333333333333) a))
                      double code(double a, double rand) {
                      	return ((sqrt(a) * rand) * 0.3333333333333333) + a;
                      }
                      
                      real(8) function code(a, rand)
                          real(8), intent (in) :: a
                          real(8), intent (in) :: rand
                          code = ((sqrt(a) * rand) * 0.3333333333333333d0) + a
                      end function
                      
                      public static double code(double a, double rand) {
                      	return ((Math.sqrt(a) * rand) * 0.3333333333333333) + a;
                      }
                      
                      def code(a, rand):
                      	return ((math.sqrt(a) * rand) * 0.3333333333333333) + a
                      
                      function code(a, rand)
                      	return Float64(Float64(Float64(sqrt(a) * rand) * 0.3333333333333333) + a)
                      end
                      
                      function tmp = code(a, rand)
                      	tmp = ((sqrt(a) * rand) * 0.3333333333333333) + a;
                      end
                      
                      code[a_, rand_] := N[(N[(N[(N[Sqrt[a], $MachinePrecision] * rand), $MachinePrecision] * 0.3333333333333333), $MachinePrecision] + a), $MachinePrecision]
                      
                      \begin{array}{l}
                      
                      \\
                      \left(\sqrt{a} \cdot rand\right) \cdot 0.3333333333333333 + a
                      \end{array}
                      
                      Derivation
                      1. Initial program 99.8%

                        \[\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) \]
                      2. Add Preprocessing
                      3. Step-by-step derivation
                        1. lift-*.f64N/A

                          \[\leadsto \color{blue}{\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right)} \]
                        2. lift-+.f64N/A

                          \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \color{blue}{\left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right)} \]
                        3. +-commutativeN/A

                          \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \color{blue}{\left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand + 1\right)} \]
                        4. distribute-lft-inN/A

                          \[\leadsto \color{blue}{\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot 1} \]
                        5. *-rgt-identityN/A

                          \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \color{blue}{\left(a - \frac{1}{3}\right)} \]
                        6. lift--.f64N/A

                          \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \color{blue}{\left(a - \frac{1}{3}\right)} \]
                        7. sub-negN/A

                          \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \color{blue}{\left(a + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{3}\right)\right)\right)} \]
                        8. +-commutativeN/A

                          \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \color{blue}{\left(\left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{3}\right)\right) + a\right)} \]
                        9. associate-+r+N/A

                          \[\leadsto \color{blue}{\left(\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{3}\right)\right)\right) + a} \]
                        10. lower-+.f64N/A

                          \[\leadsto \color{blue}{\left(\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{3}\right)\right)\right) + a} \]
                      4. Applied rewrites99.8%

                        \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{rand}{\sqrt{\mathsf{fma}\left(a, 9, -3\right)}}, a - 0.3333333333333333, -0.3333333333333333\right) + a} \]
                      5. Taylor expanded in a around inf

                        \[\leadsto \color{blue}{\frac{1}{3} \cdot \left(\sqrt{a} \cdot rand\right)} + a \]
                      6. Step-by-step derivation
                        1. *-commutativeN/A

                          \[\leadsto \color{blue}{\left(\sqrt{a} \cdot rand\right) \cdot \frac{1}{3}} + a \]
                        2. lower-*.f64N/A

                          \[\leadsto \color{blue}{\left(\sqrt{a} \cdot rand\right) \cdot \frac{1}{3}} + a \]
                        3. lower-*.f64N/A

                          \[\leadsto \color{blue}{\left(\sqrt{a} \cdot rand\right)} \cdot \frac{1}{3} + a \]
                        4. lower-sqrt.f6497.2

                          \[\leadsto \left(\color{blue}{\sqrt{a}} \cdot rand\right) \cdot 0.3333333333333333 + a \]
                      7. Applied rewrites97.2%

                        \[\leadsto \color{blue}{\left(\sqrt{a} \cdot rand\right) \cdot 0.3333333333333333} + a \]
                      8. Add Preprocessing

                      Alternative 11: 97.7% accurate, 2.8× speedup?

                      \[\begin{array}{l} \\ \left(\sqrt{a} \cdot 0.3333333333333333\right) \cdot rand + a \end{array} \]
                      (FPCore (a rand)
                       :precision binary64
                       (+ (* (* (sqrt a) 0.3333333333333333) rand) a))
                      double code(double a, double rand) {
                      	return ((sqrt(a) * 0.3333333333333333) * rand) + a;
                      }
                      
                      real(8) function code(a, rand)
                          real(8), intent (in) :: a
                          real(8), intent (in) :: rand
                          code = ((sqrt(a) * 0.3333333333333333d0) * rand) + a
                      end function
                      
                      public static double code(double a, double rand) {
                      	return ((Math.sqrt(a) * 0.3333333333333333) * rand) + a;
                      }
                      
                      def code(a, rand):
                      	return ((math.sqrt(a) * 0.3333333333333333) * rand) + a
                      
                      function code(a, rand)
                      	return Float64(Float64(Float64(sqrt(a) * 0.3333333333333333) * rand) + a)
                      end
                      
                      function tmp = code(a, rand)
                      	tmp = ((sqrt(a) * 0.3333333333333333) * rand) + a;
                      end
                      
                      code[a_, rand_] := N[(N[(N[(N[Sqrt[a], $MachinePrecision] * 0.3333333333333333), $MachinePrecision] * rand), $MachinePrecision] + a), $MachinePrecision]
                      
                      \begin{array}{l}
                      
                      \\
                      \left(\sqrt{a} \cdot 0.3333333333333333\right) \cdot rand + a
                      \end{array}
                      
                      Derivation
                      1. Initial program 99.8%

                        \[\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) \]
                      2. Add Preprocessing
                      3. Step-by-step derivation
                        1. lift-*.f64N/A

                          \[\leadsto \color{blue}{\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right)} \]
                        2. lift-+.f64N/A

                          \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \color{blue}{\left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right)} \]
                        3. +-commutativeN/A

                          \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \color{blue}{\left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand + 1\right)} \]
                        4. distribute-lft-inN/A

                          \[\leadsto \color{blue}{\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot 1} \]
                        5. *-rgt-identityN/A

                          \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \color{blue}{\left(a - \frac{1}{3}\right)} \]
                        6. lift--.f64N/A

                          \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \color{blue}{\left(a - \frac{1}{3}\right)} \]
                        7. sub-negN/A

                          \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \color{blue}{\left(a + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{3}\right)\right)\right)} \]
                        8. +-commutativeN/A

                          \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \color{blue}{\left(\left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{3}\right)\right) + a\right)} \]
                        9. associate-+r+N/A

                          \[\leadsto \color{blue}{\left(\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{3}\right)\right)\right) + a} \]
                        10. lower-+.f64N/A

                          \[\leadsto \color{blue}{\left(\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{3}\right)\right)\right) + a} \]
                      4. Applied rewrites99.8%

                        \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{rand}{\sqrt{\mathsf{fma}\left(a, 9, -3\right)}}, a - 0.3333333333333333, -0.3333333333333333\right) + a} \]
                      5. Taylor expanded in rand around 0

                        \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{rand \cdot \sqrt{\frac{1}{9 \cdot a - 3}}}, a - \frac{1}{3}, \frac{-1}{3}\right) + a \]
                      6. Step-by-step derivation
                        1. *-commutativeN/A

                          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\sqrt{\frac{1}{9 \cdot a - 3}} \cdot rand}, a - \frac{1}{3}, \frac{-1}{3}\right) + a \]
                        2. lower-*.f64N/A

                          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\sqrt{\frac{1}{9 \cdot a - 3}} \cdot rand}, a - \frac{1}{3}, \frac{-1}{3}\right) + a \]
                        3. lower-sqrt.f64N/A

                          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\sqrt{\frac{1}{9 \cdot a - 3}}} \cdot rand, a - \frac{1}{3}, \frac{-1}{3}\right) + a \]
                        4. lower-/.f64N/A

                          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\sqrt{\color{blue}{\frac{1}{9 \cdot a - 3}}} \cdot rand, a - \frac{1}{3}, \frac{-1}{3}\right) + a \]
                        5. sub-negN/A

                          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\sqrt{\frac{1}{\color{blue}{9 \cdot a + \left(\mathsf{neg}\left(3\right)\right)}}} \cdot rand, a - \frac{1}{3}, \frac{-1}{3}\right) + a \]
                        6. metadata-evalN/A

                          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\sqrt{\frac{1}{9 \cdot a + \color{blue}{-3}}} \cdot rand, a - \frac{1}{3}, \frac{-1}{3}\right) + a \]
                        7. rem-square-sqrtN/A

                          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\sqrt{\frac{1}{9 \cdot a + \color{blue}{\sqrt{-3} \cdot \sqrt{-3}}}} \cdot rand, a - \frac{1}{3}, \frac{-1}{3}\right) + a \]
                        8. unpow2N/A

                          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\sqrt{\frac{1}{9 \cdot a + \color{blue}{{\left(\sqrt{-3}\right)}^{2}}}} \cdot rand, a - \frac{1}{3}, \frac{-1}{3}\right) + a \]
                        9. lower-fma.f64N/A

                          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\sqrt{\frac{1}{\color{blue}{\mathsf{fma}\left(9, a, {\left(\sqrt{-3}\right)}^{2}\right)}}} \cdot rand, a - \frac{1}{3}, \frac{-1}{3}\right) + a \]
                        10. unpow2N/A

                          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\sqrt{\frac{1}{\mathsf{fma}\left(9, a, \color{blue}{\sqrt{-3} \cdot \sqrt{-3}}\right)}} \cdot rand, a - \frac{1}{3}, \frac{-1}{3}\right) + a \]
                        11. rem-square-sqrt99.8

                          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\sqrt{\frac{1}{\mathsf{fma}\left(9, a, \color{blue}{-3}\right)}} \cdot rand, a - 0.3333333333333333, -0.3333333333333333\right) + a \]
                      7. Applied rewrites99.8%

                        \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\sqrt{\frac{1}{\mathsf{fma}\left(9, a, -3\right)}} \cdot rand}, a - 0.3333333333333333, -0.3333333333333333\right) + a \]
                      8. Taylor expanded in a around inf

                        \[\leadsto \color{blue}{\frac{1}{3} \cdot \left(\sqrt{a} \cdot rand\right)} + a \]
                      9. Step-by-step derivation
                        1. associate-*r*N/A

                          \[\leadsto \color{blue}{\left(\frac{1}{3} \cdot \sqrt{a}\right) \cdot rand} + a \]
                        2. lower-*.f64N/A

                          \[\leadsto \color{blue}{\left(\frac{1}{3} \cdot \sqrt{a}\right) \cdot rand} + a \]
                        3. *-commutativeN/A

                          \[\leadsto \color{blue}{\left(\sqrt{a} \cdot \frac{1}{3}\right)} \cdot rand + a \]
                        4. lower-*.f64N/A

                          \[\leadsto \color{blue}{\left(\sqrt{a} \cdot \frac{1}{3}\right)} \cdot rand + a \]
                        5. lower-sqrt.f6497.1

                          \[\leadsto \left(\color{blue}{\sqrt{a}} \cdot 0.3333333333333333\right) \cdot rand + a \]
                      10. Applied rewrites97.1%

                        \[\leadsto \color{blue}{\left(\sqrt{a} \cdot 0.3333333333333333\right) \cdot rand} + a \]
                      11. Add Preprocessing

                      Alternative 12: 97.7% accurate, 2.8× speedup?

                      \[\begin{array}{l} \\ \sqrt{a} \cdot \left(0.3333333333333333 \cdot rand\right) + a \end{array} \]
                      (FPCore (a rand)
                       :precision binary64
                       (+ (* (sqrt a) (* 0.3333333333333333 rand)) a))
                      double code(double a, double rand) {
                      	return (sqrt(a) * (0.3333333333333333 * rand)) + a;
                      }
                      
                      real(8) function code(a, rand)
                          real(8), intent (in) :: a
                          real(8), intent (in) :: rand
                          code = (sqrt(a) * (0.3333333333333333d0 * rand)) + a
                      end function
                      
                      public static double code(double a, double rand) {
                      	return (Math.sqrt(a) * (0.3333333333333333 * rand)) + a;
                      }
                      
                      def code(a, rand):
                      	return (math.sqrt(a) * (0.3333333333333333 * rand)) + a
                      
                      function code(a, rand)
                      	return Float64(Float64(sqrt(a) * Float64(0.3333333333333333 * rand)) + a)
                      end
                      
                      function tmp = code(a, rand)
                      	tmp = (sqrt(a) * (0.3333333333333333 * rand)) + a;
                      end
                      
                      code[a_, rand_] := N[(N[(N[Sqrt[a], $MachinePrecision] * N[(0.3333333333333333 * rand), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + a), $MachinePrecision]
                      
                      \begin{array}{l}
                      
                      \\
                      \sqrt{a} \cdot \left(0.3333333333333333 \cdot rand\right) + a
                      \end{array}
                      
                      Derivation
                      1. Initial program 99.8%

                        \[\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) \]
                      2. Add Preprocessing
                      3. Step-by-step derivation
                        1. lift-*.f64N/A

                          \[\leadsto \color{blue}{\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right)} \]
                        2. lift-+.f64N/A

                          \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \color{blue}{\left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right)} \]
                        3. +-commutativeN/A

                          \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \color{blue}{\left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand + 1\right)} \]
                        4. distribute-lft-inN/A

                          \[\leadsto \color{blue}{\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot 1} \]
                        5. *-rgt-identityN/A

                          \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \color{blue}{\left(a - \frac{1}{3}\right)} \]
                        6. lift--.f64N/A

                          \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \color{blue}{\left(a - \frac{1}{3}\right)} \]
                        7. sub-negN/A

                          \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \color{blue}{\left(a + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{3}\right)\right)\right)} \]
                        8. +-commutativeN/A

                          \[\leadsto \left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \color{blue}{\left(\left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{3}\right)\right) + a\right)} \]
                        9. associate-+r+N/A

                          \[\leadsto \color{blue}{\left(\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{3}\right)\right)\right) + a} \]
                        10. lower-+.f64N/A

                          \[\leadsto \color{blue}{\left(\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{3}\right)\right)\right) + a} \]
                      4. Applied rewrites99.8%

                        \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{rand}{\sqrt{\mathsf{fma}\left(a, 9, -3\right)}}, a - 0.3333333333333333, -0.3333333333333333\right) + a} \]
                      5. Taylor expanded in a around inf

                        \[\leadsto \color{blue}{\frac{1}{3} \cdot \left(\sqrt{a} \cdot rand\right)} + a \]
                      6. Step-by-step derivation
                        1. *-commutativeN/A

                          \[\leadsto \color{blue}{\left(\sqrt{a} \cdot rand\right) \cdot \frac{1}{3}} + a \]
                        2. lower-*.f64N/A

                          \[\leadsto \color{blue}{\left(\sqrt{a} \cdot rand\right) \cdot \frac{1}{3}} + a \]
                        3. lower-*.f64N/A

                          \[\leadsto \color{blue}{\left(\sqrt{a} \cdot rand\right)} \cdot \frac{1}{3} + a \]
                        4. lower-sqrt.f6497.2

                          \[\leadsto \left(\color{blue}{\sqrt{a}} \cdot rand\right) \cdot 0.3333333333333333 + a \]
                      7. Applied rewrites97.2%

                        \[\leadsto \color{blue}{\left(\sqrt{a} \cdot rand\right) \cdot 0.3333333333333333} + a \]
                      8. Step-by-step derivation
                        1. Applied rewrites97.1%

                          \[\leadsto \left(0.3333333333333333 \cdot rand\right) \cdot \color{blue}{\sqrt{a}} + a \]
                        2. Final simplification97.1%

                          \[\leadsto \sqrt{a} \cdot \left(0.3333333333333333 \cdot rand\right) + a \]
                        3. Add Preprocessing

                        Alternative 13: 63.2% accurate, 17.0× speedup?

                        \[\begin{array}{l} \\ a - 0.3333333333333333 \end{array} \]
                        (FPCore (a rand) :precision binary64 (- a 0.3333333333333333))
                        double code(double a, double rand) {
                        	return a - 0.3333333333333333;
                        }
                        
                        real(8) function code(a, rand)
                            real(8), intent (in) :: a
                            real(8), intent (in) :: rand
                            code = a - 0.3333333333333333d0
                        end function
                        
                        public static double code(double a, double rand) {
                        	return a - 0.3333333333333333;
                        }
                        
                        def code(a, rand):
                        	return a - 0.3333333333333333
                        
                        function code(a, rand)
                        	return Float64(a - 0.3333333333333333)
                        end
                        
                        function tmp = code(a, rand)
                        	tmp = a - 0.3333333333333333;
                        end
                        
                        code[a_, rand_] := N[(a - 0.3333333333333333), $MachinePrecision]
                        
                        \begin{array}{l}
                        
                        \\
                        a - 0.3333333333333333
                        \end{array}
                        
                        Derivation
                        1. Initial program 99.8%

                          \[\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) \]
                        2. Add Preprocessing
                        3. Taylor expanded in rand around 0

                          \[\leadsto \color{blue}{a - \frac{1}{3}} \]
                        4. Step-by-step derivation
                          1. lower--.f6460.2

                            \[\leadsto \color{blue}{a - 0.3333333333333333} \]
                        5. Applied rewrites60.2%

                          \[\leadsto \color{blue}{a - 0.3333333333333333} \]
                        6. Add Preprocessing

                        Alternative 14: 1.5% accurate, 68.0× speedup?

                        \[\begin{array}{l} \\ -0.3333333333333333 \end{array} \]
                        (FPCore (a rand) :precision binary64 -0.3333333333333333)
                        double code(double a, double rand) {
                        	return -0.3333333333333333;
                        }
                        
                        real(8) function code(a, rand)
                            real(8), intent (in) :: a
                            real(8), intent (in) :: rand
                            code = -0.3333333333333333d0
                        end function
                        
                        public static double code(double a, double rand) {
                        	return -0.3333333333333333;
                        }
                        
                        def code(a, rand):
                        	return -0.3333333333333333
                        
                        function code(a, rand)
                        	return -0.3333333333333333
                        end
                        
                        function tmp = code(a, rand)
                        	tmp = -0.3333333333333333;
                        end
                        
                        code[a_, rand_] := -0.3333333333333333
                        
                        \begin{array}{l}
                        
                        \\
                        -0.3333333333333333
                        \end{array}
                        
                        Derivation
                        1. Initial program 99.8%

                          \[\left(a - \frac{1}{3}\right) \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot \left(a - \frac{1}{3}\right)}} \cdot rand\right) \]
                        2. Add Preprocessing
                        3. Taylor expanded in rand around 0

                          \[\leadsto \color{blue}{a - \frac{1}{3}} \]
                        4. Step-by-step derivation
                          1. lower--.f6460.2

                            \[\leadsto \color{blue}{a - 0.3333333333333333} \]
                        5. Applied rewrites60.2%

                          \[\leadsto \color{blue}{a - 0.3333333333333333} \]
                        6. Taylor expanded in a around 0

                          \[\leadsto \frac{-1}{3} \]
                        7. Step-by-step derivation
                          1. Applied rewrites1.5%

                            \[\leadsto -0.3333333333333333 \]
                          2. Add Preprocessing

                          Reproduce

                          ?
                          herbie shell --seed 2024271 
                          (FPCore (a rand)
                            :name "Octave 3.8, oct_fill_randg"
                            :precision binary64
                            (* (- a (/ 1.0 3.0)) (+ 1.0 (* (/ 1.0 (sqrt (* 9.0 (- a (/ 1.0 3.0))))) rand))))