
(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 8 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 (pow (/ x (* (cbrt x) (/ (fma 0.3333333333333333 x -0.1111111111111111) x))) -1.0))
double code(double x) {
return pow((x / (cbrt(x) * (fma(0.3333333333333333, x, -0.1111111111111111) / x))), -1.0);
}
function code(x) return Float64(x / Float64(cbrt(x) * Float64(fma(0.3333333333333333, x, -0.1111111111111111) / x))) ^ -1.0 end
code[x_] := N[Power[N[(x / N[(N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision] * N[(N[(0.3333333333333333 * x + -0.1111111111111111), $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], -1.0], $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
{\left(\frac{x}{\sqrt[3]{x} \cdot \frac{\mathsf{fma}\left(0.3333333333333333, x, -0.1111111111111111\right)}{x}}\right)}^{-1}
\end{array}
Initial program 6.0%
Taylor expanded in x around inf
lower-/.f64N/A
+-commutativeN/A
*-commutativeN/A
lower-fma.f64N/A
metadata-evalN/A
pow-sqrN/A
lower-cbrt.f64N/A
pow-sqrN/A
metadata-evalN/A
lower-pow.f64N/A
lower-*.f64N/A
lower-cbrt.f64N/A
unpow2N/A
lower-*.f6423.9
Applied rewrites23.9%
Applied rewrites75.8%
Applied rewrites98.6%
Final simplification98.6%
(FPCore (x) :precision binary64 (if (<= x 1.35e+154) (* (cbrt (pow (* x x) -1.0)) 0.3333333333333333) (* (pow x -0.6666666666666666) 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(x, -0.6666666666666666) * 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(x, -0.6666666666666666) * 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) * 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[x, -0.6666666666666666], $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}:\\
\;\;\;\;{x}^{-0.6666666666666666} \cdot 0.3333333333333333\\
\end{array}
\end{array}
if x < 1.35000000000000003e154Initial program 7.1%
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-/.f6496.4
Applied rewrites96.4%
Applied rewrites96.5%
if 1.35000000000000003e154 < x Initial program 4.7%
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-/.f646.2
Applied rewrites6.2%
Applied rewrites89.1%
Final simplification93.0%
(FPCore (x) :precision binary64 (* (pow (pow x 0.6666666666666666) -1.0) 0.3333333333333333))
double code(double x) {
return pow(pow(x, 0.6666666666666666), -1.0) * 0.3333333333333333;
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = ((x ** 0.6666666666666666d0) ** (-1.0d0)) * 0.3333333333333333d0
end function
public static double code(double x) {
return Math.pow(Math.pow(x, 0.6666666666666666), -1.0) * 0.3333333333333333;
}
def code(x): return math.pow(math.pow(x, 0.6666666666666666), -1.0) * 0.3333333333333333
function code(x) return Float64(((x ^ 0.6666666666666666) ^ -1.0) * 0.3333333333333333) end
function tmp = code(x) tmp = ((x ^ 0.6666666666666666) ^ -1.0) * 0.3333333333333333; end
code[x_] := N[(N[Power[N[Power[x, 0.6666666666666666], $MachinePrecision], -1.0], $MachinePrecision] * 0.3333333333333333), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
{\left({x}^{0.6666666666666666}\right)}^{-1} \cdot 0.3333333333333333
\end{array}
Initial program 6.0%
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-/.f6454.1
Applied rewrites54.1%
Applied rewrites97.2%
Applied rewrites89.5%
Final simplification89.5%
(FPCore (x) :precision binary64 (/ (* (cbrt x) (/ (fma 0.3333333333333333 x -0.1111111111111111) x)) x))
double code(double x) {
return (cbrt(x) * (fma(0.3333333333333333, x, -0.1111111111111111) / x)) / x;
}
function code(x) return Float64(Float64(cbrt(x) * Float64(fma(0.3333333333333333, x, -0.1111111111111111) / x)) / x) end
code[x_] := N[(N[(N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision] * N[(N[(0.3333333333333333 * x + -0.1111111111111111), $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\frac{\sqrt[3]{x} \cdot \frac{\mathsf{fma}\left(0.3333333333333333, x, -0.1111111111111111\right)}{x}}{x}
\end{array}
Initial program 6.0%
Taylor expanded in x around inf
lower-/.f64N/A
+-commutativeN/A
*-commutativeN/A
lower-fma.f64N/A
metadata-evalN/A
pow-sqrN/A
lower-cbrt.f64N/A
pow-sqrN/A
metadata-evalN/A
lower-pow.f64N/A
lower-*.f64N/A
lower-cbrt.f64N/A
unpow2N/A
lower-*.f6423.9
Applied rewrites23.9%
Applied rewrites75.8%
Applied rewrites98.6%
(FPCore (x) :precision binary64 (* (/ -1.0 x) (* -0.3333333333333333 (cbrt x))))
double code(double x) {
return (-1.0 / x) * (-0.3333333333333333 * cbrt(x));
}
public static double code(double x) {
return (-1.0 / x) * (-0.3333333333333333 * Math.cbrt(x));
}
function code(x) return Float64(Float64(-1.0 / x) * Float64(-0.3333333333333333 * cbrt(x))) end
code[x_] := N[(N[(-1.0 / x), $MachinePrecision] * N[(-0.3333333333333333 * N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\frac{-1}{x} \cdot \left(-0.3333333333333333 \cdot \sqrt[3]{x}\right)
\end{array}
Initial program 6.0%
Taylor expanded in x around inf
lower-/.f64N/A
+-commutativeN/A
*-commutativeN/A
lower-fma.f64N/A
metadata-evalN/A
pow-sqrN/A
lower-cbrt.f64N/A
pow-sqrN/A
metadata-evalN/A
lower-pow.f64N/A
lower-*.f64N/A
lower-cbrt.f64N/A
unpow2N/A
lower-*.f6423.9
Applied rewrites23.9%
Applied rewrites75.8%
Taylor expanded in x around inf
Applied rewrites97.8%
(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 6.0%
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-/.f6454.1
Applied rewrites54.1%
Applied rewrites89.5%
(FPCore (x) :precision binary64 (- 1.0 (cbrt (- x))))
double code(double x) {
return 1.0 - cbrt(-x);
}
public static double code(double x) {
return 1.0 - Math.cbrt(-x);
}
function code(x) return Float64(1.0 - cbrt(Float64(-x))) end
code[x_] := N[(1.0 - N[Power[(-x), 1/3], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
1 - \sqrt[3]{-x}
\end{array}
Initial program 6.0%
Taylor expanded in x around 0
Applied rewrites1.8%
lift-cbrt.f64N/A
pow1/3N/A
lower-pow.f641.8
Applied rewrites1.8%
lift-pow.f64N/A
sqr-powN/A
pow-prod-downN/A
sqr-negN/A
lift-neg.f64N/A
lift-neg.f64N/A
pow-prod-downN/A
sqr-powN/A
pow1/3N/A
lift-cbrt.f645.4
Applied rewrites5.4%
(FPCore (x) :precision binary64 (- 1.0 (cbrt x)))
double code(double x) {
return 1.0 - cbrt(x);
}
public static double code(double x) {
return 1.0 - Math.cbrt(x);
}
function code(x) return Float64(1.0 - cbrt(x)) end
code[x_] := N[(1.0 - N[Power[x, 1/3], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
1 - \sqrt[3]{x}
\end{array}
Initial program 6.0%
Taylor expanded in x around 0
Applied rewrites1.8%
(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 2024321
(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)))