
(FPCore (x) :precision binary64 (- (cbrt (+ x 1.0)) (cbrt x)))
double code(double x) {
return cbrt((x + 1.0)) - cbrt(x);
}
public static double code(double x) {
return Math.cbrt((x + 1.0)) - Math.cbrt(x);
}
function code(x) return Float64(cbrt(Float64(x + 1.0)) - cbrt(x)) end
code[x_] := N[(N[Power[N[(x + 1.0), $MachinePrecision], 1/3], $MachinePrecision] - N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\sqrt[3]{x + 1} - \sqrt[3]{x}
\end{array}
Sampling outcomes in binary64 precision:
Herbie found 9 alternatives:
| Alternative | Accuracy | Speedup |
|---|
(FPCore (x) :precision binary64 (- (cbrt (+ x 1.0)) (cbrt x)))
double code(double x) {
return cbrt((x + 1.0)) - cbrt(x);
}
public static double code(double x) {
return Math.cbrt((x + 1.0)) - Math.cbrt(x);
}
function code(x) return Float64(cbrt(Float64(x + 1.0)) - cbrt(x)) end
code[x_] := N[(N[Power[N[(x + 1.0), $MachinePrecision], 1/3], $MachinePrecision] - N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\sqrt[3]{x + 1} - \sqrt[3]{x}
\end{array}
(FPCore (x)
:precision binary64
(if (<= (- (cbrt (+ x 1.0)) (cbrt x)) 0.0)
(* (pow (/ x (cbrt x)) -1.0) 0.3333333333333333)
(/
(- (+ 1.0 x) x)
(fma
(cbrt x)
(+ (cbrt (+ 1.0 x)) (cbrt x))
(exp (* (log1p x) 0.6666666666666666))))))
double code(double x) {
double tmp;
if ((cbrt((x + 1.0)) - cbrt(x)) <= 0.0) {
tmp = pow((x / cbrt(x)), -1.0) * 0.3333333333333333;
} else {
tmp = ((1.0 + x) - x) / fma(cbrt(x), (cbrt((1.0 + x)) + cbrt(x)), exp((log1p(x) * 0.6666666666666666)));
}
return tmp;
}
function code(x) tmp = 0.0 if (Float64(cbrt(Float64(x + 1.0)) - cbrt(x)) <= 0.0) tmp = Float64((Float64(x / cbrt(x)) ^ -1.0) * 0.3333333333333333); else tmp = Float64(Float64(Float64(1.0 + x) - x) / fma(cbrt(x), Float64(cbrt(Float64(1.0 + x)) + cbrt(x)), exp(Float64(log1p(x) * 0.6666666666666666)))); 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[Power[N[(x / N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision]), $MachinePrecision], -1.0], $MachinePrecision] * 0.3333333333333333), $MachinePrecision], N[(N[(N[(1.0 + x), $MachinePrecision] - x), $MachinePrecision] / N[(N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision] * N[(N[Power[N[(1.0 + x), $MachinePrecision], 1/3], $MachinePrecision] + N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + N[Exp[N[(N[Log[1 + x], $MachinePrecision] * 0.6666666666666666), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;\sqrt[3]{x + 1} - \sqrt[3]{x} \leq 0:\\
\;\;\;\;{\left(\frac{x}{\sqrt[3]{x}}\right)}^{-1} \cdot 0.3333333333333333\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;\frac{\left(1 + x\right) - x}{\mathsf{fma}\left(\sqrt[3]{x}, \sqrt[3]{1 + x} + \sqrt[3]{x}, e^{\mathsf{log1p}\left(x\right) \cdot 0.6666666666666666}\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
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
metadata-evalN/A
associate-*r/N/A
lower-cbrt.f64N/A
unpow2N/A
associate-/r*N/A
associate-*r/N/A
lower-/.f64N/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
lower-/.f6454.7
Applied rewrites54.7%
Applied rewrites98.4%
Applied rewrites99.0%
if 0.0 < (-.f64 (cbrt.f64 (+.f64 x #s(literal 1 binary64))) (cbrt.f64 x)) Initial program 60.1%
lift-cbrt.f64N/A
pow1/3N/A
sqr-powN/A
pow2N/A
lower-pow.f64N/A
lower-pow.f64N/A
metadata-eval57.4
Applied rewrites57.4%
Applied rewrites97.9%
Final simplification98.9%
(FPCore (x)
:precision binary64
(if (<= x 2e+30)
(/
(fma
(cbrt (pow x 4.0))
0.3333333333333333
(fma
(cbrt (pow (* x x) -1.0))
0.06172839506172839
(* -0.1111111111111111 (cbrt x))))
(* x x))
(* (pow (/ x (cbrt x)) -1.0) 0.3333333333333333)))
double code(double x) {
double tmp;
if (x <= 2e+30) {
tmp = fma(cbrt(pow(x, 4.0)), 0.3333333333333333, fma(cbrt(pow((x * x), -1.0)), 0.06172839506172839, (-0.1111111111111111 * cbrt(x)))) / (x * x);
} else {
tmp = pow((x / cbrt(x)), -1.0) * 0.3333333333333333;
}
return tmp;
}
function code(x) tmp = 0.0 if (x <= 2e+30) tmp = Float64(fma(cbrt((x ^ 4.0)), 0.3333333333333333, fma(cbrt((Float64(x * x) ^ -1.0)), 0.06172839506172839, Float64(-0.1111111111111111 * cbrt(x)))) / Float64(x * x)); else tmp = Float64((Float64(x / cbrt(x)) ^ -1.0) * 0.3333333333333333); end return tmp end
code[x_] := If[LessEqual[x, 2e+30], N[(N[(N[Power[N[Power[x, 4.0], $MachinePrecision], 1/3], $MachinePrecision] * 0.3333333333333333 + N[(N[Power[N[Power[N[(x * x), $MachinePrecision], -1.0], $MachinePrecision], 1/3], $MachinePrecision] * 0.06172839506172839 + N[(-0.1111111111111111 * N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(N[Power[N[(x / N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision]), $MachinePrecision], -1.0], $MachinePrecision] * 0.3333333333333333), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;x \leq 2 \cdot 10^{+30}:\\
\;\;\;\;\frac{\mathsf{fma}\left(\sqrt[3]{{x}^{4}}, 0.3333333333333333, \mathsf{fma}\left(\sqrt[3]{{\left(x \cdot x\right)}^{-1}}, 0.06172839506172839, -0.1111111111111111 \cdot \sqrt[3]{x}\right)\right)}{x \cdot x}\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;{\left(\frac{x}{\sqrt[3]{x}}\right)}^{-1} \cdot 0.3333333333333333\\
\end{array}
\end{array}
if x < 2e30Initial program 28.9%
Taylor expanded in x around inf
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
metadata-evalN/A
associate-*r/N/A
lower-cbrt.f64N/A
unpow2N/A
associate-/r*N/A
associate-*r/N/A
lower-/.f64N/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
lower-/.f6480.9
Applied rewrites80.9%
Taylor expanded in x around inf
lower-/.f64N/A
Applied rewrites95.5%
if 2e30 < x Initial program 4.3%
Taylor expanded in x around inf
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
metadata-evalN/A
associate-*r/N/A
lower-cbrt.f64N/A
unpow2N/A
associate-/r*N/A
associate-*r/N/A
lower-/.f64N/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
lower-/.f6451.4
Applied rewrites51.4%
Applied rewrites98.4%
Applied rewrites99.0%
Final simplification98.6%
(FPCore (x) :precision binary64 (if (<= x 1.35e+154) (* (pow (cbrt (* x x)) -1.0) 0.3333333333333333) (* (pow (pow x 0.6666666666666666) -1.0) 0.3333333333333333)))
double code(double x) {
double tmp;
if (x <= 1.35e+154) {
tmp = pow(cbrt((x * x)), -1.0) * 0.3333333333333333;
} else {
tmp = pow(pow(x, 0.6666666666666666), -1.0) * 0.3333333333333333;
}
return tmp;
}
public static double code(double x) {
double tmp;
if (x <= 1.35e+154) {
tmp = Math.pow(Math.cbrt((x * x)), -1.0) * 0.3333333333333333;
} else {
tmp = Math.pow(Math.pow(x, 0.6666666666666666), -1.0) * 0.3333333333333333;
}
return tmp;
}
function code(x) tmp = 0.0 if (x <= 1.35e+154) tmp = Float64((cbrt(Float64(x * x)) ^ -1.0) * 0.3333333333333333); else tmp = Float64(((x ^ 0.6666666666666666) ^ -1.0) * 0.3333333333333333); end return tmp end
code[x_] := If[LessEqual[x, 1.35e+154], N[(N[Power[N[Power[N[(x * x), $MachinePrecision], 1/3], $MachinePrecision], -1.0], $MachinePrecision] * 0.3333333333333333), $MachinePrecision], N[(N[Power[N[Power[x, 0.6666666666666666], $MachinePrecision], -1.0], $MachinePrecision] * 0.3333333333333333), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;x \leq 1.35 \cdot 10^{+154}:\\
\;\;\;\;{\left(\sqrt[3]{x \cdot x}\right)}^{-1} \cdot 0.3333333333333333\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;{\left({x}^{0.6666666666666666}\right)}^{-1} \cdot 0.3333333333333333\\
\end{array}
\end{array}
if x < 1.35000000000000003e154Initial program 9.2%
Taylor expanded in x around inf
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
metadata-evalN/A
associate-*r/N/A
lower-cbrt.f64N/A
unpow2N/A
associate-/r*N/A
associate-*r/N/A
lower-/.f64N/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
lower-/.f6494.7
Applied rewrites94.7%
Applied rewrites94.4%
Applied rewrites94.9%
if 1.35000000000000003e154 < x Initial program 4.9%
Taylor expanded in x around inf
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
metadata-evalN/A
associate-*r/N/A
lower-cbrt.f64N/A
unpow2N/A
associate-/r*N/A
associate-*r/N/A
lower-/.f64N/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
lower-/.f646.9
Applied rewrites6.9%
Applied rewrites98.4%
Applied rewrites89.1%
Final simplification92.2%
(FPCore (x) :precision binary64 (if (<= x 1.35e+154) (* (cbrt (pow (* x x) -1.0)) 0.3333333333333333) (* (pow (pow x 0.6666666666666666) -1.0) 0.3333333333333333)))
double code(double x) {
double tmp;
if (x <= 1.35e+154) {
tmp = cbrt(pow((x * x), -1.0)) * 0.3333333333333333;
} else {
tmp = pow(pow(x, 0.6666666666666666), -1.0) * 0.3333333333333333;
}
return tmp;
}
public static double code(double x) {
double tmp;
if (x <= 1.35e+154) {
tmp = Math.cbrt(Math.pow((x * x), -1.0)) * 0.3333333333333333;
} else {
tmp = Math.pow(Math.pow(x, 0.6666666666666666), -1.0) * 0.3333333333333333;
}
return tmp;
}
function code(x) tmp = 0.0 if (x <= 1.35e+154) tmp = Float64(cbrt((Float64(x * x) ^ -1.0)) * 0.3333333333333333); else tmp = Float64(((x ^ 0.6666666666666666) ^ -1.0) * 0.3333333333333333); end return tmp end
code[x_] := If[LessEqual[x, 1.35e+154], N[(N[Power[N[Power[N[(x * x), $MachinePrecision], -1.0], $MachinePrecision], 1/3], $MachinePrecision] * 0.3333333333333333), $MachinePrecision], N[(N[Power[N[Power[x, 0.6666666666666666], $MachinePrecision], -1.0], $MachinePrecision] * 0.3333333333333333), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;x \leq 1.35 \cdot 10^{+154}:\\
\;\;\;\;\sqrt[3]{{\left(x \cdot x\right)}^{-1}} \cdot 0.3333333333333333\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;{\left({x}^{0.6666666666666666}\right)}^{-1} \cdot 0.3333333333333333\\
\end{array}
\end{array}
if x < 1.35000000000000003e154Initial program 9.2%
Taylor expanded in x around inf
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
metadata-evalN/A
associate-*r/N/A
lower-cbrt.f64N/A
unpow2N/A
associate-/r*N/A
associate-*r/N/A
lower-/.f64N/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
lower-/.f6494.7
Applied rewrites94.7%
Applied rewrites94.8%
if 1.35000000000000003e154 < x Initial program 4.9%
Taylor expanded in x around inf
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
metadata-evalN/A
associate-*r/N/A
lower-cbrt.f64N/A
unpow2N/A
associate-/r*N/A
associate-*r/N/A
lower-/.f64N/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
lower-/.f646.9
Applied rewrites6.9%
Applied rewrites98.4%
Applied rewrites89.1%
Final simplification92.2%
(FPCore (x) :precision binary64 (* (pow (/ x (cbrt x)) -1.0) 0.3333333333333333))
double code(double x) {
return pow((x / cbrt(x)), -1.0) * 0.3333333333333333;
}
public static double code(double x) {
return Math.pow((x / Math.cbrt(x)), -1.0) * 0.3333333333333333;
}
function code(x) return Float64((Float64(x / cbrt(x)) ^ -1.0) * 0.3333333333333333) end
code[x_] := N[(N[Power[N[(x / N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision]), $MachinePrecision], -1.0], $MachinePrecision] * 0.3333333333333333), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
{\left(\frac{x}{\sqrt[3]{x}}\right)}^{-1} \cdot 0.3333333333333333
\end{array}
Initial program 7.3%
Taylor expanded in x around inf
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
metadata-evalN/A
associate-*r/N/A
lower-cbrt.f64N/A
unpow2N/A
associate-/r*N/A
associate-*r/N/A
lower-/.f64N/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
lower-/.f6454.9
Applied rewrites54.9%
Applied rewrites96.2%
Applied rewrites96.8%
Final simplification96.8%
(FPCore (x) :precision binary64 (* (pow (sqrt x) -1.3333333333333333) 0.3333333333333333))
double code(double x) {
return pow(sqrt(x), -1.3333333333333333) * 0.3333333333333333;
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = (sqrt(x) ** (-1.3333333333333333d0)) * 0.3333333333333333d0
end function
public static double code(double x) {
return Math.pow(Math.sqrt(x), -1.3333333333333333) * 0.3333333333333333;
}
def code(x): return math.pow(math.sqrt(x), -1.3333333333333333) * 0.3333333333333333
function code(x) return Float64((sqrt(x) ^ -1.3333333333333333) * 0.3333333333333333) end
function tmp = code(x) tmp = (sqrt(x) ^ -1.3333333333333333) * 0.3333333333333333; end
code[x_] := N[(N[Power[N[Sqrt[x], $MachinePrecision], -1.3333333333333333], $MachinePrecision] * 0.3333333333333333), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
{\left(\sqrt{x}\right)}^{-1.3333333333333333} \cdot 0.3333333333333333
\end{array}
Initial program 7.3%
Taylor expanded in x around inf
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
metadata-evalN/A
associate-*r/N/A
lower-cbrt.f64N/A
unpow2N/A
associate-/r*N/A
associate-*r/N/A
lower-/.f64N/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
lower-/.f6454.9
Applied rewrites54.9%
Applied rewrites96.3%
Applied rewrites88.7%
(FPCore (x) :precision binary64 (* (pow x -0.6666666666666666) 0.3333333333333333))
double code(double x) {
return pow(x, -0.6666666666666666) * 0.3333333333333333;
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = (x ** (-0.6666666666666666d0)) * 0.3333333333333333d0
end function
public static double code(double x) {
return Math.pow(x, -0.6666666666666666) * 0.3333333333333333;
}
def code(x): return math.pow(x, -0.6666666666666666) * 0.3333333333333333
function code(x) return Float64((x ^ -0.6666666666666666) * 0.3333333333333333) end
function tmp = code(x) tmp = (x ^ -0.6666666666666666) * 0.3333333333333333; end
code[x_] := N[(N[Power[x, -0.6666666666666666], $MachinePrecision] * 0.3333333333333333), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
{x}^{-0.6666666666666666} \cdot 0.3333333333333333
\end{array}
Initial program 7.3%
Taylor expanded in x around inf
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
metadata-evalN/A
associate-*r/N/A
lower-cbrt.f64N/A
unpow2N/A
associate-/r*N/A
associate-*r/N/A
lower-/.f64N/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
lower-/.f6454.9
Applied rewrites54.9%
Applied rewrites88.7%
(FPCore (x) :precision binary64 (cbrt x))
double code(double x) {
return cbrt(x);
}
public static double code(double x) {
return Math.cbrt(x);
}
function code(x) return cbrt(x) end
code[x_] := N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\sqrt[3]{x}
\end{array}
Initial program 7.3%
lift-cbrt.f64N/A
pow1/3N/A
lift-+.f64N/A
flip3-+N/A
clear-numN/A
inv-powN/A
metadata-evalN/A
pow-powN/A
lower-pow.f64N/A
Applied rewrites5.3%
Taylor expanded in x around inf
mul-1-negN/A
lower-neg.f64N/A
lower-cbrt.f641.8
Applied rewrites1.8%
Applied rewrites1.8%
Applied rewrites5.5%
(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 7.3%
lift-cbrt.f64N/A
pow1/3N/A
sqr-powN/A
pow2N/A
lower-pow.f64N/A
lower-pow.f64N/A
metadata-eval8.4
Applied rewrites8.4%
lift--.f64N/A
lift-pow.f64N/A
lift-pow.f64N/A
pow-powN/A
metadata-evalN/A
pow1/3N/A
lift-cbrt.f64N/A
sub-negN/A
+-commutativeN/A
lift-cbrt.f64N/A
pow1/3N/A
metadata-evalN/A
pow-powN/A
inv-powN/A
lift-+.f64N/A
+-commutativeN/A
rem-exp-logN/A
neg-logN/A
lift-log1p.f64N/A
lift-neg.f64N/A
lift-exp.f64N/A
lift-pow.f64N/A
Applied rewrites8.4%
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 2024312
(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)))