Kahan's exp quotient

Percentage Accurate: 53.0% → 100.0%
Time: 5.9s
Alternatives: 14
Speedup: 8.8×

Specification

?
\[\begin{array}{l} \\ \frac{e^{x} - 1}{x} \end{array} \]
(FPCore (x) :precision binary64 (/ (- (exp x) 1.0) x))
double code(double x) {
	return (exp(x) - 1.0) / x;
}
real(8) function code(x)
    real(8), intent (in) :: x
    code = (exp(x) - 1.0d0) / x
end function
public static double code(double x) {
	return (Math.exp(x) - 1.0) / x;
}
def code(x):
	return (math.exp(x) - 1.0) / x
function code(x)
	return Float64(Float64(exp(x) - 1.0) / x)
end
function tmp = code(x)
	tmp = (exp(x) - 1.0) / x;
end
code[x_] := N[(N[(N[Exp[x], $MachinePrecision] - 1.0), $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\frac{e^{x} - 1}{x}
\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: 53.0% accurate, 1.0× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \frac{e^{x} - 1}{x} \end{array} \]
(FPCore (x) :precision binary64 (/ (- (exp x) 1.0) x))
double code(double x) {
	return (exp(x) - 1.0) / x;
}
real(8) function code(x)
    real(8), intent (in) :: x
    code = (exp(x) - 1.0d0) / x
end function
public static double code(double x) {
	return (Math.exp(x) - 1.0) / x;
}
def code(x):
	return (math.exp(x) - 1.0) / x
function code(x)
	return Float64(Float64(exp(x) - 1.0) / x)
end
function tmp = code(x)
	tmp = (exp(x) - 1.0) / x;
end
code[x_] := N[(N[(N[Exp[x], $MachinePrecision] - 1.0), $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\frac{e^{x} - 1}{x}
\end{array}

Alternative 1: 100.0% accurate, 1.0× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \frac{\mathsf{expm1}\left(x\right)}{x} \end{array} \]
(FPCore (x) :precision binary64 (/ (expm1 x) x))
double code(double x) {
	return expm1(x) / x;
}
public static double code(double x) {
	return Math.expm1(x) / x;
}
def code(x):
	return math.expm1(x) / x
function code(x)
	return Float64(expm1(x) / x)
end
code[x_] := N[(N[(Exp[x] - 1), $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\frac{\mathsf{expm1}\left(x\right)}{x}
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 52.0%

    \[\frac{e^{x} - 1}{x} \]
  2. Add Preprocessing
  3. Step-by-step derivation
    1. lift--.f64N/A

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{e^{x} - 1}}{x} \]
    2. lift-exp.f64N/A

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{e^{x}} - 1}{x} \]
    3. lower-expm1.f64100.0

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\mathsf{expm1}\left(x\right)}}{x} \]
  4. Applied rewrites100.0%

    \[\leadsto \frac{\color{blue}{\mathsf{expm1}\left(x\right)}}{x} \]
  5. Add Preprocessing

Alternative 2: 68.5% accurate, 0.8× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\frac{e^{x} - 1}{x} \leq 2:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, x, 0.5\right), x, 1\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\left(\mathsf{fma}\left(0.041666666666666664, x, 0.16666666666666666\right) \cdot x\right) \cdot x\\ \end{array} \end{array} \]
(FPCore (x)
 :precision binary64
 (if (<= (/ (- (exp x) 1.0) x) 2.0)
   (fma (fma 0.16666666666666666 x 0.5) x 1.0)
   (* (* (fma 0.041666666666666664 x 0.16666666666666666) x) x)))
double code(double x) {
	double tmp;
	if (((exp(x) - 1.0) / x) <= 2.0) {
		tmp = fma(fma(0.16666666666666666, x, 0.5), x, 1.0);
	} else {
		tmp = (fma(0.041666666666666664, x, 0.16666666666666666) * x) * x;
	}
	return tmp;
}
function code(x)
	tmp = 0.0
	if (Float64(Float64(exp(x) - 1.0) / x) <= 2.0)
		tmp = fma(fma(0.16666666666666666, x, 0.5), x, 1.0);
	else
		tmp = Float64(Float64(fma(0.041666666666666664, x, 0.16666666666666666) * x) * x);
	end
	return tmp
end
code[x_] := If[LessEqual[N[(N[(N[Exp[x], $MachinePrecision] - 1.0), $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision], 2.0], N[(N[(0.16666666666666666 * x + 0.5), $MachinePrecision] * x + 1.0), $MachinePrecision], N[(N[(N[(0.041666666666666664 * x + 0.16666666666666666), $MachinePrecision] * x), $MachinePrecision] * x), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}

\\
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;\frac{e^{x} - 1}{x} \leq 2:\\
\;\;\;\;\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, x, 0.5\right), x, 1\right)\\

\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;\left(\mathsf{fma}\left(0.041666666666666664, x, 0.16666666666666666\right) \cdot x\right) \cdot x\\


\end{array}
\end{array}
Derivation
  1. Split input into 2 regimes
  2. if (/.f64 (-.f64 (exp.f64 x) #s(literal 1 binary64)) x) < 2

    1. Initial program 35.7%

      \[\frac{e^{x} - 1}{x} \]
    2. Add Preprocessing
    3. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto \color{blue}{1 + x \cdot \left(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} \cdot x\right)} \]
    4. Step-by-step derivation
      1. +-commutativeN/A

        \[\leadsto \color{blue}{x \cdot \left(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} \cdot x\right) + 1} \]
      2. *-commutativeN/A

        \[\leadsto \color{blue}{\left(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} \cdot x\right) \cdot x} + 1 \]
      3. lower-fma.f64N/A

        \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} \cdot x, x, 1\right)} \]
      4. +-commutativeN/A

        \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\frac{1}{6} \cdot x + \frac{1}{2}}, x, 1\right) \]
      5. lower-fma.f6469.4

        \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, x, 0.5\right)}, x, 1\right) \]
    5. Applied rewrites69.4%

      \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, x, 0.5\right), x, 1\right)} \]

    if 2 < (/.f64 (-.f64 (exp.f64 x) #s(literal 1 binary64)) x)

    1. Initial program 100.0%

      \[\frac{e^{x} - 1}{x} \]
    2. Add Preprocessing
    3. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto \color{blue}{1 + x \cdot \left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right)\right)} \]
    4. Step-by-step derivation
      1. +-commutativeN/A

        \[\leadsto \color{blue}{x \cdot \left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right)\right) + 1} \]
      2. *-commutativeN/A

        \[\leadsto \color{blue}{\left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right)\right) \cdot x} + 1 \]
      3. lower-fma.f64N/A

        \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right), x, 1\right)} \]
      4. +-commutativeN/A

        \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right) + \frac{1}{2}}, x, 1\right) \]
      5. *-commutativeN/A

        \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right) \cdot x} + \frac{1}{2}, x, 1\right) \]
      6. lower-fma.f64N/A

        \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x, x, \frac{1}{2}\right)}, x, 1\right) \]
      7. +-commutativeN/A

        \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\color{blue}{\frac{1}{24} \cdot x + \frac{1}{6}}, x, \frac{1}{2}\right), x, 1\right) \]
      8. lower-fma.f6481.1

        \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\color{blue}{\mathsf{fma}\left(0.041666666666666664, x, 0.16666666666666666\right)}, x, 0.5\right), x, 1\right) \]
    5. Applied rewrites81.1%

      \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(0.041666666666666664, x, 0.16666666666666666\right), x, 0.5\right), x, 1\right)} \]
    6. Taylor expanded in x around inf

      \[\leadsto {x}^{3} \cdot \color{blue}{\left(\frac{1}{24} + \frac{1}{6} \cdot \frac{1}{x}\right)} \]
    7. Step-by-step derivation
      1. Applied rewrites81.1%

        \[\leadsto \left(\mathsf{fma}\left(0.041666666666666664, x, 0.16666666666666666\right) \cdot x\right) \cdot \color{blue}{x} \]
    8. Recombined 2 regimes into one program.
    9. Add Preprocessing

    Alternative 3: 68.5% accurate, 0.8× speedup?

    \[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\frac{e^{x} - 1}{x} \leq 2:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, x, 0.5\right), x, 1\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\left(\left(x \cdot x\right) \cdot 0.041666666666666664\right) \cdot x\\ \end{array} \end{array} \]
    (FPCore (x)
     :precision binary64
     (if (<= (/ (- (exp x) 1.0) x) 2.0)
       (fma (fma 0.16666666666666666 x 0.5) x 1.0)
       (* (* (* x x) 0.041666666666666664) x)))
    double code(double x) {
    	double tmp;
    	if (((exp(x) - 1.0) / x) <= 2.0) {
    		tmp = fma(fma(0.16666666666666666, x, 0.5), x, 1.0);
    	} else {
    		tmp = ((x * x) * 0.041666666666666664) * x;
    	}
    	return tmp;
    }
    
    function code(x)
    	tmp = 0.0
    	if (Float64(Float64(exp(x) - 1.0) / x) <= 2.0)
    		tmp = fma(fma(0.16666666666666666, x, 0.5), x, 1.0);
    	else
    		tmp = Float64(Float64(Float64(x * x) * 0.041666666666666664) * x);
    	end
    	return tmp
    end
    
    code[x_] := If[LessEqual[N[(N[(N[Exp[x], $MachinePrecision] - 1.0), $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision], 2.0], N[(N[(0.16666666666666666 * x + 0.5), $MachinePrecision] * x + 1.0), $MachinePrecision], N[(N[(N[(x * x), $MachinePrecision] * 0.041666666666666664), $MachinePrecision] * x), $MachinePrecision]]
    
    \begin{array}{l}
    
    \\
    \begin{array}{l}
    \mathbf{if}\;\frac{e^{x} - 1}{x} \leq 2:\\
    \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, x, 0.5\right), x, 1\right)\\
    
    \mathbf{else}:\\
    \;\;\;\;\left(\left(x \cdot x\right) \cdot 0.041666666666666664\right) \cdot x\\
    
    
    \end{array}
    \end{array}
    
    Derivation
    1. Split input into 2 regimes
    2. if (/.f64 (-.f64 (exp.f64 x) #s(literal 1 binary64)) x) < 2

      1. Initial program 35.7%

        \[\frac{e^{x} - 1}{x} \]
      2. Add Preprocessing
      3. Taylor expanded in x around 0

        \[\leadsto \color{blue}{1 + x \cdot \left(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} \cdot x\right)} \]
      4. Step-by-step derivation
        1. +-commutativeN/A

          \[\leadsto \color{blue}{x \cdot \left(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} \cdot x\right) + 1} \]
        2. *-commutativeN/A

          \[\leadsto \color{blue}{\left(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} \cdot x\right) \cdot x} + 1 \]
        3. lower-fma.f64N/A

          \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} \cdot x, x, 1\right)} \]
        4. +-commutativeN/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\frac{1}{6} \cdot x + \frac{1}{2}}, x, 1\right) \]
        5. lower-fma.f6469.4

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, x, 0.5\right)}, x, 1\right) \]
      5. Applied rewrites69.4%

        \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, x, 0.5\right), x, 1\right)} \]

      if 2 < (/.f64 (-.f64 (exp.f64 x) #s(literal 1 binary64)) x)

      1. Initial program 100.0%

        \[\frac{e^{x} - 1}{x} \]
      2. Add Preprocessing
      3. Taylor expanded in x around 0

        \[\leadsto \color{blue}{1 + x \cdot \left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right)\right)} \]
      4. Step-by-step derivation
        1. +-commutativeN/A

          \[\leadsto \color{blue}{x \cdot \left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right)\right) + 1} \]
        2. *-commutativeN/A

          \[\leadsto \color{blue}{\left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right)\right) \cdot x} + 1 \]
        3. lower-fma.f64N/A

          \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right), x, 1\right)} \]
        4. +-commutativeN/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right) + \frac{1}{2}}, x, 1\right) \]
        5. *-commutativeN/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right) \cdot x} + \frac{1}{2}, x, 1\right) \]
        6. lower-fma.f64N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x, x, \frac{1}{2}\right)}, x, 1\right) \]
        7. +-commutativeN/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\color{blue}{\frac{1}{24} \cdot x + \frac{1}{6}}, x, \frac{1}{2}\right), x, 1\right) \]
        8. lower-fma.f6481.1

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\color{blue}{\mathsf{fma}\left(0.041666666666666664, x, 0.16666666666666666\right)}, x, 0.5\right), x, 1\right) \]
      5. Applied rewrites81.1%

        \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(0.041666666666666664, x, 0.16666666666666666\right), x, 0.5\right), x, 1\right)} \]
      6. Taylor expanded in x around inf

        \[\leadsto {x}^{3} \cdot \color{blue}{\left(\frac{1}{24} + \frac{1}{6} \cdot \frac{1}{x}\right)} \]
      7. Step-by-step derivation
        1. Applied rewrites81.1%

          \[\leadsto \left(\mathsf{fma}\left(0.041666666666666664, x, 0.16666666666666666\right) \cdot x\right) \cdot \color{blue}{x} \]
        2. Taylor expanded in x around inf

          \[\leadsto \left(\frac{1}{24} \cdot {x}^{2}\right) \cdot x \]
        3. Step-by-step derivation
          1. Applied rewrites81.1%

            \[\leadsto \left(\left(x \cdot x\right) \cdot 0.041666666666666664\right) \cdot x \]
        4. Recombined 2 regimes into one program.
        5. Add Preprocessing

        Alternative 4: 64.1% accurate, 0.9× speedup?

        \[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\frac{e^{x} - 1}{x} \leq 2:\\ \;\;\;\;1\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, x, 0.5\right) \cdot x\\ \end{array} \end{array} \]
        (FPCore (x)
         :precision binary64
         (if (<= (/ (- (exp x) 1.0) x) 2.0) 1.0 (* (fma 0.16666666666666666 x 0.5) x)))
        double code(double x) {
        	double tmp;
        	if (((exp(x) - 1.0) / x) <= 2.0) {
        		tmp = 1.0;
        	} else {
        		tmp = fma(0.16666666666666666, x, 0.5) * x;
        	}
        	return tmp;
        }
        
        function code(x)
        	tmp = 0.0
        	if (Float64(Float64(exp(x) - 1.0) / x) <= 2.0)
        		tmp = 1.0;
        	else
        		tmp = Float64(fma(0.16666666666666666, x, 0.5) * x);
        	end
        	return tmp
        end
        
        code[x_] := If[LessEqual[N[(N[(N[Exp[x], $MachinePrecision] - 1.0), $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision], 2.0], 1.0, N[(N[(0.16666666666666666 * x + 0.5), $MachinePrecision] * x), $MachinePrecision]]
        
        \begin{array}{l}
        
        \\
        \begin{array}{l}
        \mathbf{if}\;\frac{e^{x} - 1}{x} \leq 2:\\
        \;\;\;\;1\\
        
        \mathbf{else}:\\
        \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, x, 0.5\right) \cdot x\\
        
        
        \end{array}
        \end{array}
        
        Derivation
        1. Split input into 2 regimes
        2. if (/.f64 (-.f64 (exp.f64 x) #s(literal 1 binary64)) x) < 2

          1. Initial program 35.7%

            \[\frac{e^{x} - 1}{x} \]
          2. Add Preprocessing
          3. Taylor expanded in x around 0

            \[\leadsto \color{blue}{1} \]
          4. Step-by-step derivation
            1. Applied rewrites69.1%

              \[\leadsto \color{blue}{1} \]

            if 2 < (/.f64 (-.f64 (exp.f64 x) #s(literal 1 binary64)) x)

            1. Initial program 100.0%

              \[\frac{e^{x} - 1}{x} \]
            2. Add Preprocessing
            3. Taylor expanded in x around 0

              \[\leadsto \color{blue}{1 + x \cdot \left(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} \cdot x\right)} \]
            4. Step-by-step derivation
              1. +-commutativeN/A

                \[\leadsto \color{blue}{x \cdot \left(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} \cdot x\right) + 1} \]
              2. *-commutativeN/A

                \[\leadsto \color{blue}{\left(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} \cdot x\right) \cdot x} + 1 \]
              3. lower-fma.f64N/A

                \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} \cdot x, x, 1\right)} \]
              4. +-commutativeN/A

                \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\frac{1}{6} \cdot x + \frac{1}{2}}, x, 1\right) \]
              5. lower-fma.f6460.9

                \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, x, 0.5\right)}, x, 1\right) \]
            5. Applied rewrites60.9%

              \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, x, 0.5\right), x, 1\right)} \]
            6. Taylor expanded in x around inf

              \[\leadsto {x}^{2} \cdot \color{blue}{\left(\frac{1}{6} + \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{x}\right)} \]
            7. Step-by-step derivation
              1. Applied rewrites60.9%

                \[\leadsto \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, x, 0.5\right) \cdot \color{blue}{x} \]
            8. Recombined 2 regimes into one program.
            9. Add Preprocessing

            Alternative 5: 64.1% accurate, 0.9× speedup?

            \[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\frac{e^{x} - 1}{x} \leq 2:\\ \;\;\;\;1\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\left(x \cdot x\right) \cdot 0.16666666666666666\\ \end{array} \end{array} \]
            (FPCore (x)
             :precision binary64
             (if (<= (/ (- (exp x) 1.0) x) 2.0) 1.0 (* (* x x) 0.16666666666666666)))
            double code(double x) {
            	double tmp;
            	if (((exp(x) - 1.0) / x) <= 2.0) {
            		tmp = 1.0;
            	} else {
            		tmp = (x * x) * 0.16666666666666666;
            	}
            	return tmp;
            }
            
            real(8) function code(x)
                real(8), intent (in) :: x
                real(8) :: tmp
                if (((exp(x) - 1.0d0) / x) <= 2.0d0) then
                    tmp = 1.0d0
                else
                    tmp = (x * x) * 0.16666666666666666d0
                end if
                code = tmp
            end function
            
            public static double code(double x) {
            	double tmp;
            	if (((Math.exp(x) - 1.0) / x) <= 2.0) {
            		tmp = 1.0;
            	} else {
            		tmp = (x * x) * 0.16666666666666666;
            	}
            	return tmp;
            }
            
            def code(x):
            	tmp = 0
            	if ((math.exp(x) - 1.0) / x) <= 2.0:
            		tmp = 1.0
            	else:
            		tmp = (x * x) * 0.16666666666666666
            	return tmp
            
            function code(x)
            	tmp = 0.0
            	if (Float64(Float64(exp(x) - 1.0) / x) <= 2.0)
            		tmp = 1.0;
            	else
            		tmp = Float64(Float64(x * x) * 0.16666666666666666);
            	end
            	return tmp
            end
            
            function tmp_2 = code(x)
            	tmp = 0.0;
            	if (((exp(x) - 1.0) / x) <= 2.0)
            		tmp = 1.0;
            	else
            		tmp = (x * x) * 0.16666666666666666;
            	end
            	tmp_2 = tmp;
            end
            
            code[x_] := If[LessEqual[N[(N[(N[Exp[x], $MachinePrecision] - 1.0), $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision], 2.0], 1.0, N[(N[(x * x), $MachinePrecision] * 0.16666666666666666), $MachinePrecision]]
            
            \begin{array}{l}
            
            \\
            \begin{array}{l}
            \mathbf{if}\;\frac{e^{x} - 1}{x} \leq 2:\\
            \;\;\;\;1\\
            
            \mathbf{else}:\\
            \;\;\;\;\left(x \cdot x\right) \cdot 0.16666666666666666\\
            
            
            \end{array}
            \end{array}
            
            Derivation
            1. Split input into 2 regimes
            2. if (/.f64 (-.f64 (exp.f64 x) #s(literal 1 binary64)) x) < 2

              1. Initial program 35.7%

                \[\frac{e^{x} - 1}{x} \]
              2. Add Preprocessing
              3. Taylor expanded in x around 0

                \[\leadsto \color{blue}{1} \]
              4. Step-by-step derivation
                1. Applied rewrites69.1%

                  \[\leadsto \color{blue}{1} \]

                if 2 < (/.f64 (-.f64 (exp.f64 x) #s(literal 1 binary64)) x)

                1. Initial program 100.0%

                  \[\frac{e^{x} - 1}{x} \]
                2. Add Preprocessing
                3. Taylor expanded in x around 0

                  \[\leadsto \color{blue}{1 + x \cdot \left(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} \cdot x\right)} \]
                4. Step-by-step derivation
                  1. +-commutativeN/A

                    \[\leadsto \color{blue}{x \cdot \left(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} \cdot x\right) + 1} \]
                  2. *-commutativeN/A

                    \[\leadsto \color{blue}{\left(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} \cdot x\right) \cdot x} + 1 \]
                  3. lower-fma.f64N/A

                    \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} \cdot x, x, 1\right)} \]
                  4. +-commutativeN/A

                    \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\frac{1}{6} \cdot x + \frac{1}{2}}, x, 1\right) \]
                  5. lower-fma.f6460.9

                    \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, x, 0.5\right)}, x, 1\right) \]
                5. Applied rewrites60.9%

                  \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, x, 0.5\right), x, 1\right)} \]
                6. Taylor expanded in x around inf

                  \[\leadsto \frac{1}{6} \cdot \color{blue}{{x}^{2}} \]
                7. Step-by-step derivation
                  1. Applied rewrites60.9%

                    \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \color{blue}{0.16666666666666666} \]
                8. Recombined 2 regimes into one program.
                9. Add Preprocessing

                Alternative 6: 72.2% accurate, 1.4× speedup?

                \[\begin{array}{l} \\ \frac{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\frac{0.001736111111111111 \cdot \left(x \cdot x\right)}{0.041666666666666664 \cdot x - 0.16666666666666666} - \left(\left(\left(-0.0026041666666666665 \cdot x - 0.010416666666666666\right) \cdot x - 0.041666666666666664\right) \cdot x - 0.16666666666666666\right), x, 0.5\right), x, 1\right) \cdot x}{x} \end{array} \]
                (FPCore (x)
                 :precision binary64
                 (/
                  (*
                   (fma
                    (fma
                     (-
                      (/
                       (* 0.001736111111111111 (* x x))
                       (- (* 0.041666666666666664 x) 0.16666666666666666))
                      (-
                       (*
                        (-
                         (* (- (* -0.0026041666666666665 x) 0.010416666666666666) x)
                         0.041666666666666664)
                        x)
                       0.16666666666666666))
                     x
                     0.5)
                    x
                    1.0)
                   x)
                  x))
                double code(double x) {
                	return (fma(fma((((0.001736111111111111 * (x * x)) / ((0.041666666666666664 * x) - 0.16666666666666666)) - ((((((-0.0026041666666666665 * x) - 0.010416666666666666) * x) - 0.041666666666666664) * x) - 0.16666666666666666)), x, 0.5), x, 1.0) * x) / x;
                }
                
                function code(x)
                	return Float64(Float64(fma(fma(Float64(Float64(Float64(0.001736111111111111 * Float64(x * x)) / Float64(Float64(0.041666666666666664 * x) - 0.16666666666666666)) - Float64(Float64(Float64(Float64(Float64(Float64(-0.0026041666666666665 * x) - 0.010416666666666666) * x) - 0.041666666666666664) * x) - 0.16666666666666666)), x, 0.5), x, 1.0) * x) / x)
                end
                
                code[x_] := N[(N[(N[(N[(N[(N[(N[(0.001736111111111111 * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / N[(N[(0.041666666666666664 * x), $MachinePrecision] - 0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] - N[(N[(N[(N[(N[(N[(-0.0026041666666666665 * x), $MachinePrecision] - 0.010416666666666666), $MachinePrecision] * x), $MachinePrecision] - 0.041666666666666664), $MachinePrecision] * x), $MachinePrecision] - 0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] * x + 0.5), $MachinePrecision] * x + 1.0), $MachinePrecision] * x), $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision]
                
                \begin{array}{l}
                
                \\
                \frac{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\frac{0.001736111111111111 \cdot \left(x \cdot x\right)}{0.041666666666666664 \cdot x - 0.16666666666666666} - \left(\left(\left(-0.0026041666666666665 \cdot x - 0.010416666666666666\right) \cdot x - 0.041666666666666664\right) \cdot x - 0.16666666666666666\right), x, 0.5\right), x, 1\right) \cdot x}{x}
                \end{array}
                
                Derivation
                1. Initial program 52.0%

                  \[\frac{e^{x} - 1}{x} \]
                2. Add Preprocessing
                3. Taylor expanded in x around 0

                  \[\leadsto \frac{\color{blue}{x \cdot \left(1 + x \cdot \left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right)\right)\right)}}{x} \]
                4. Step-by-step derivation
                  1. *-commutativeN/A

                    \[\leadsto \frac{\color{blue}{\left(1 + x \cdot \left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right)\right)\right) \cdot x}}{x} \]
                  2. lower-*.f64N/A

                    \[\leadsto \frac{\color{blue}{\left(1 + x \cdot \left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right)\right)\right) \cdot x}}{x} \]
                  3. +-commutativeN/A

                    \[\leadsto \frac{\color{blue}{\left(x \cdot \left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right)\right) + 1\right)} \cdot x}{x} \]
                  4. *-commutativeN/A

                    \[\leadsto \frac{\left(\color{blue}{\left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right)\right) \cdot x} + 1\right) \cdot x}{x} \]
                  5. lower-fma.f64N/A

                    \[\leadsto \frac{\color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right), x, 1\right)} \cdot x}{x} \]
                  6. +-commutativeN/A

                    \[\leadsto \frac{\mathsf{fma}\left(\color{blue}{x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right) + \frac{1}{2}}, x, 1\right) \cdot x}{x} \]
                  7. *-commutativeN/A

                    \[\leadsto \frac{\mathsf{fma}\left(\color{blue}{\left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right) \cdot x} + \frac{1}{2}, x, 1\right) \cdot x}{x} \]
                  8. lower-fma.f64N/A

                    \[\leadsto \frac{\mathsf{fma}\left(\color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x, x, \frac{1}{2}\right)}, x, 1\right) \cdot x}{x} \]
                  9. +-commutativeN/A

                    \[\leadsto \frac{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\color{blue}{\frac{1}{24} \cdot x + \frac{1}{6}}, x, \frac{1}{2}\right), x, 1\right) \cdot x}{x} \]
                  10. lower-fma.f6473.7

                    \[\leadsto \frac{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\color{blue}{\mathsf{fma}\left(0.041666666666666664, x, 0.16666666666666666\right)}, x, 0.5\right), x, 1\right) \cdot x}{x} \]
                5. Applied rewrites73.7%

                  \[\leadsto \frac{\color{blue}{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(0.041666666666666664, x, 0.16666666666666666\right), x, 0.5\right), x, 1\right) \cdot x}}{x} \]
                6. Step-by-step derivation
                  1. Applied rewrites73.7%

                    \[\leadsto \frac{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\frac{0.001736111111111111 \cdot \left(x \cdot x\right)}{0.041666666666666664 \cdot x - 0.16666666666666666} - \frac{0.027777777777777776}{0.041666666666666664 \cdot x - 0.16666666666666666}, x, 0.5\right), x, 1\right) \cdot x}{x} \]
                  2. Taylor expanded in x around 0

                    \[\leadsto \frac{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\frac{\frac{1}{576} \cdot \left(x \cdot x\right)}{\frac{1}{24} \cdot x - \frac{1}{6}} - \left(x \cdot \left(x \cdot \left(\frac{-1}{384} \cdot x - \frac{1}{96}\right) - \frac{1}{24}\right) - \frac{1}{6}\right), x, \frac{1}{2}\right), x, 1\right) \cdot x}{x} \]
                  3. Step-by-step derivation
                    1. Applied rewrites74.4%

                      \[\leadsto \frac{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\frac{0.001736111111111111 \cdot \left(x \cdot x\right)}{0.041666666666666664 \cdot x - 0.16666666666666666} - \left(\left(\left(-0.0026041666666666665 \cdot x - 0.010416666666666666\right) \cdot x - 0.041666666666666664\right) \cdot x - 0.16666666666666666\right), x, 0.5\right), x, 1\right) \cdot x}{x} \]
                    2. Add Preprocessing

                    Alternative 7: 71.6% accurate, 1.5× speedup?

                    \[\begin{array}{l} \\ \frac{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\frac{0.001736111111111111 \cdot \left(x \cdot x\right)}{0.041666666666666664 \cdot x - 0.16666666666666666} - \left(\left(-0.010416666666666666 \cdot x - 0.041666666666666664\right) \cdot x - 0.16666666666666666\right), x, 0.5\right), x, 1\right) \cdot x}{x} \end{array} \]
                    (FPCore (x)
                     :precision binary64
                     (/
                      (*
                       (fma
                        (fma
                         (-
                          (/
                           (* 0.001736111111111111 (* x x))
                           (- (* 0.041666666666666664 x) 0.16666666666666666))
                          (-
                           (* (- (* -0.010416666666666666 x) 0.041666666666666664) x)
                           0.16666666666666666))
                         x
                         0.5)
                        x
                        1.0)
                       x)
                      x))
                    double code(double x) {
                    	return (fma(fma((((0.001736111111111111 * (x * x)) / ((0.041666666666666664 * x) - 0.16666666666666666)) - ((((-0.010416666666666666 * x) - 0.041666666666666664) * x) - 0.16666666666666666)), x, 0.5), x, 1.0) * x) / x;
                    }
                    
                    function code(x)
                    	return Float64(Float64(fma(fma(Float64(Float64(Float64(0.001736111111111111 * Float64(x * x)) / Float64(Float64(0.041666666666666664 * x) - 0.16666666666666666)) - Float64(Float64(Float64(Float64(-0.010416666666666666 * x) - 0.041666666666666664) * x) - 0.16666666666666666)), x, 0.5), x, 1.0) * x) / x)
                    end
                    
                    code[x_] := N[(N[(N[(N[(N[(N[(N[(0.001736111111111111 * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / N[(N[(0.041666666666666664 * x), $MachinePrecision] - 0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] - N[(N[(N[(N[(-0.010416666666666666 * x), $MachinePrecision] - 0.041666666666666664), $MachinePrecision] * x), $MachinePrecision] - 0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] * x + 0.5), $MachinePrecision] * x + 1.0), $MachinePrecision] * x), $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision]
                    
                    \begin{array}{l}
                    
                    \\
                    \frac{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\frac{0.001736111111111111 \cdot \left(x \cdot x\right)}{0.041666666666666664 \cdot x - 0.16666666666666666} - \left(\left(-0.010416666666666666 \cdot x - 0.041666666666666664\right) \cdot x - 0.16666666666666666\right), x, 0.5\right), x, 1\right) \cdot x}{x}
                    \end{array}
                    
                    Derivation
                    1. Initial program 52.0%

                      \[\frac{e^{x} - 1}{x} \]
                    2. Add Preprocessing
                    3. Taylor expanded in x around 0

                      \[\leadsto \frac{\color{blue}{x \cdot \left(1 + x \cdot \left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right)\right)\right)}}{x} \]
                    4. Step-by-step derivation
                      1. *-commutativeN/A

                        \[\leadsto \frac{\color{blue}{\left(1 + x \cdot \left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right)\right)\right) \cdot x}}{x} \]
                      2. lower-*.f64N/A

                        \[\leadsto \frac{\color{blue}{\left(1 + x \cdot \left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right)\right)\right) \cdot x}}{x} \]
                      3. +-commutativeN/A

                        \[\leadsto \frac{\color{blue}{\left(x \cdot \left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right)\right) + 1\right)} \cdot x}{x} \]
                      4. *-commutativeN/A

                        \[\leadsto \frac{\left(\color{blue}{\left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right)\right) \cdot x} + 1\right) \cdot x}{x} \]
                      5. lower-fma.f64N/A

                        \[\leadsto \frac{\color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right), x, 1\right)} \cdot x}{x} \]
                      6. +-commutativeN/A

                        \[\leadsto \frac{\mathsf{fma}\left(\color{blue}{x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right) + \frac{1}{2}}, x, 1\right) \cdot x}{x} \]
                      7. *-commutativeN/A

                        \[\leadsto \frac{\mathsf{fma}\left(\color{blue}{\left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right) \cdot x} + \frac{1}{2}, x, 1\right) \cdot x}{x} \]
                      8. lower-fma.f64N/A

                        \[\leadsto \frac{\mathsf{fma}\left(\color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x, x, \frac{1}{2}\right)}, x, 1\right) \cdot x}{x} \]
                      9. +-commutativeN/A

                        \[\leadsto \frac{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\color{blue}{\frac{1}{24} \cdot x + \frac{1}{6}}, x, \frac{1}{2}\right), x, 1\right) \cdot x}{x} \]
                      10. lower-fma.f6473.7

                        \[\leadsto \frac{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\color{blue}{\mathsf{fma}\left(0.041666666666666664, x, 0.16666666666666666\right)}, x, 0.5\right), x, 1\right) \cdot x}{x} \]
                    5. Applied rewrites73.7%

                      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(0.041666666666666664, x, 0.16666666666666666\right), x, 0.5\right), x, 1\right) \cdot x}}{x} \]
                    6. Step-by-step derivation
                      1. Applied rewrites73.7%

                        \[\leadsto \frac{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\frac{0.001736111111111111 \cdot \left(x \cdot x\right)}{0.041666666666666664 \cdot x - 0.16666666666666666} - \frac{0.027777777777777776}{0.041666666666666664 \cdot x - 0.16666666666666666}, x, 0.5\right), x, 1\right) \cdot x}{x} \]
                      2. Taylor expanded in x around 0

                        \[\leadsto \frac{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\frac{\frac{1}{576} \cdot \left(x \cdot x\right)}{\frac{1}{24} \cdot x - \frac{1}{6}} - \left(x \cdot \left(\frac{-1}{96} \cdot x - \frac{1}{24}\right) - \frac{1}{6}\right), x, \frac{1}{2}\right), x, 1\right) \cdot x}{x} \]
                      3. Step-by-step derivation
                        1. Applied rewrites74.3%

                          \[\leadsto \frac{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\frac{0.001736111111111111 \cdot \left(x \cdot x\right)}{0.041666666666666664 \cdot x - 0.16666666666666666} - \left(\left(-0.010416666666666666 \cdot x - 0.041666666666666664\right) \cdot x - 0.16666666666666666\right), x, 0.5\right), x, 1\right) \cdot x}{x} \]
                        2. Add Preprocessing

                        Alternative 8: 70.5% accurate, 3.1× speedup?

                        \[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;x \leq 10^{+47}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, x, 0.5\right), x, 1\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\sqrt{\left(x \cdot x\right) \cdot \left(x \cdot x\right)} \cdot 0.16666666666666666\\ \end{array} \end{array} \]
                        (FPCore (x)
                         :precision binary64
                         (if (<= x 1e+47)
                           (fma (fma 0.16666666666666666 x 0.5) x 1.0)
                           (* (sqrt (* (* x x) (* x x))) 0.16666666666666666)))
                        double code(double x) {
                        	double tmp;
                        	if (x <= 1e+47) {
                        		tmp = fma(fma(0.16666666666666666, x, 0.5), x, 1.0);
                        	} else {
                        		tmp = sqrt(((x * x) * (x * x))) * 0.16666666666666666;
                        	}
                        	return tmp;
                        }
                        
                        function code(x)
                        	tmp = 0.0
                        	if (x <= 1e+47)
                        		tmp = fma(fma(0.16666666666666666, x, 0.5), x, 1.0);
                        	else
                        		tmp = Float64(sqrt(Float64(Float64(x * x) * Float64(x * x))) * 0.16666666666666666);
                        	end
                        	return tmp
                        end
                        
                        code[x_] := If[LessEqual[x, 1e+47], N[(N[(0.16666666666666666 * x + 0.5), $MachinePrecision] * x + 1.0), $MachinePrecision], N[(N[Sqrt[N[(N[(x * x), $MachinePrecision] * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]], $MachinePrecision] * 0.16666666666666666), $MachinePrecision]]
                        
                        \begin{array}{l}
                        
                        \\
                        \begin{array}{l}
                        \mathbf{if}\;x \leq 10^{+47}:\\
                        \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, x, 0.5\right), x, 1\right)\\
                        
                        \mathbf{else}:\\
                        \;\;\;\;\sqrt{\left(x \cdot x\right) \cdot \left(x \cdot x\right)} \cdot 0.16666666666666666\\
                        
                        
                        \end{array}
                        \end{array}
                        
                        Derivation
                        1. Split input into 2 regimes
                        2. if x < 1e47

                          1. Initial program 37.0%

                            \[\frac{e^{x} - 1}{x} \]
                          2. Add Preprocessing
                          3. Taylor expanded in x around 0

                            \[\leadsto \color{blue}{1 + x \cdot \left(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} \cdot x\right)} \]
                          4. Step-by-step derivation
                            1. +-commutativeN/A

                              \[\leadsto \color{blue}{x \cdot \left(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} \cdot x\right) + 1} \]
                            2. *-commutativeN/A

                              \[\leadsto \color{blue}{\left(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} \cdot x\right) \cdot x} + 1 \]
                            3. lower-fma.f64N/A

                              \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} \cdot x, x, 1\right)} \]
                            4. +-commutativeN/A

                              \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\frac{1}{6} \cdot x + \frac{1}{2}}, x, 1\right) \]
                            5. lower-fma.f6468.0

                              \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, x, 0.5\right)}, x, 1\right) \]
                          5. Applied rewrites68.0%

                            \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, x, 0.5\right), x, 1\right)} \]

                          if 1e47 < x

                          1. Initial program 100.0%

                            \[\frac{e^{x} - 1}{x} \]
                          2. Add Preprocessing
                          3. Taylor expanded in x around 0

                            \[\leadsto \color{blue}{1 + x \cdot \left(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} \cdot x\right)} \]
                          4. Step-by-step derivation
                            1. +-commutativeN/A

                              \[\leadsto \color{blue}{x \cdot \left(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} \cdot x\right) + 1} \]
                            2. *-commutativeN/A

                              \[\leadsto \color{blue}{\left(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} \cdot x\right) \cdot x} + 1 \]
                            3. lower-fma.f64N/A

                              \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} \cdot x, x, 1\right)} \]
                            4. +-commutativeN/A

                              \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\frac{1}{6} \cdot x + \frac{1}{2}}, x, 1\right) \]
                            5. lower-fma.f6464.7

                              \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, x, 0.5\right)}, x, 1\right) \]
                          5. Applied rewrites64.7%

                            \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, x, 0.5\right), x, 1\right)} \]
                          6. Taylor expanded in x around inf

                            \[\leadsto \frac{1}{6} \cdot \color{blue}{{x}^{2}} \]
                          7. Step-by-step derivation
                            1. Applied rewrites64.7%

                              \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \color{blue}{0.16666666666666666} \]
                            2. Step-by-step derivation
                              1. Applied rewrites93.7%

                                \[\leadsto \sqrt{\left(x \cdot x\right) \cdot \left(x \cdot x\right)} \cdot 0.16666666666666666 \]
                            3. Recombined 2 regimes into one program.
                            4. Add Preprocessing

                            Alternative 9: 70.2% accurate, 3.3× speedup?

                            \[\begin{array}{l} \\ \frac{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(0.041666666666666664, x, 0.16666666666666666\right), x, 0.5\right), x, 1\right) \cdot x}{x} \end{array} \]
                            (FPCore (x)
                             :precision binary64
                             (/
                              (*
                               (fma (fma (fma 0.041666666666666664 x 0.16666666666666666) x 0.5) x 1.0)
                               x)
                              x))
                            double code(double x) {
                            	return (fma(fma(fma(0.041666666666666664, x, 0.16666666666666666), x, 0.5), x, 1.0) * x) / x;
                            }
                            
                            function code(x)
                            	return Float64(Float64(fma(fma(fma(0.041666666666666664, x, 0.16666666666666666), x, 0.5), x, 1.0) * x) / x)
                            end
                            
                            code[x_] := N[(N[(N[(N[(N[(0.041666666666666664 * x + 0.16666666666666666), $MachinePrecision] * x + 0.5), $MachinePrecision] * x + 1.0), $MachinePrecision] * x), $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision]
                            
                            \begin{array}{l}
                            
                            \\
                            \frac{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(0.041666666666666664, x, 0.16666666666666666\right), x, 0.5\right), x, 1\right) \cdot x}{x}
                            \end{array}
                            
                            Derivation
                            1. Initial program 52.0%

                              \[\frac{e^{x} - 1}{x} \]
                            2. Add Preprocessing
                            3. Taylor expanded in x around 0

                              \[\leadsto \frac{\color{blue}{x \cdot \left(1 + x \cdot \left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right)\right)\right)}}{x} \]
                            4. Step-by-step derivation
                              1. *-commutativeN/A

                                \[\leadsto \frac{\color{blue}{\left(1 + x \cdot \left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right)\right)\right) \cdot x}}{x} \]
                              2. lower-*.f64N/A

                                \[\leadsto \frac{\color{blue}{\left(1 + x \cdot \left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right)\right)\right) \cdot x}}{x} \]
                              3. +-commutativeN/A

                                \[\leadsto \frac{\color{blue}{\left(x \cdot \left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right)\right) + 1\right)} \cdot x}{x} \]
                              4. *-commutativeN/A

                                \[\leadsto \frac{\left(\color{blue}{\left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right)\right) \cdot x} + 1\right) \cdot x}{x} \]
                              5. lower-fma.f64N/A

                                \[\leadsto \frac{\color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right), x, 1\right)} \cdot x}{x} \]
                              6. +-commutativeN/A

                                \[\leadsto \frac{\mathsf{fma}\left(\color{blue}{x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right) + \frac{1}{2}}, x, 1\right) \cdot x}{x} \]
                              7. *-commutativeN/A

                                \[\leadsto \frac{\mathsf{fma}\left(\color{blue}{\left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right) \cdot x} + \frac{1}{2}, x, 1\right) \cdot x}{x} \]
                              8. lower-fma.f64N/A

                                \[\leadsto \frac{\mathsf{fma}\left(\color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x, x, \frac{1}{2}\right)}, x, 1\right) \cdot x}{x} \]
                              9. +-commutativeN/A

                                \[\leadsto \frac{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\color{blue}{\frac{1}{24} \cdot x + \frac{1}{6}}, x, \frac{1}{2}\right), x, 1\right) \cdot x}{x} \]
                              10. lower-fma.f6473.7

                                \[\leadsto \frac{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\color{blue}{\mathsf{fma}\left(0.041666666666666664, x, 0.16666666666666666\right)}, x, 0.5\right), x, 1\right) \cdot x}{x} \]
                            5. Applied rewrites73.7%

                              \[\leadsto \frac{\color{blue}{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(0.041666666666666664, x, 0.16666666666666666\right), x, 0.5\right), x, 1\right) \cdot x}}{x} \]
                            6. Add Preprocessing

                            Alternative 10: 68.1% accurate, 6.1× speedup?

                            \[\begin{array}{l} \\ \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(0.041666666666666664, x, 0.16666666666666666\right), x, 0.5\right), x, 1\right) \end{array} \]
                            (FPCore (x)
                             :precision binary64
                             (fma (fma (fma 0.041666666666666664 x 0.16666666666666666) x 0.5) x 1.0))
                            double code(double x) {
                            	return fma(fma(fma(0.041666666666666664, x, 0.16666666666666666), x, 0.5), x, 1.0);
                            }
                            
                            function code(x)
                            	return fma(fma(fma(0.041666666666666664, x, 0.16666666666666666), x, 0.5), x, 1.0)
                            end
                            
                            code[x_] := N[(N[(N[(0.041666666666666664 * x + 0.16666666666666666), $MachinePrecision] * x + 0.5), $MachinePrecision] * x + 1.0), $MachinePrecision]
                            
                            \begin{array}{l}
                            
                            \\
                            \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(0.041666666666666664, x, 0.16666666666666666\right), x, 0.5\right), x, 1\right)
                            \end{array}
                            
                            Derivation
                            1. Initial program 52.0%

                              \[\frac{e^{x} - 1}{x} \]
                            2. Add Preprocessing
                            3. Taylor expanded in x around 0

                              \[\leadsto \color{blue}{1 + x \cdot \left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right)\right)} \]
                            4. Step-by-step derivation
                              1. +-commutativeN/A

                                \[\leadsto \color{blue}{x \cdot \left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right)\right) + 1} \]
                              2. *-commutativeN/A

                                \[\leadsto \color{blue}{\left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right)\right) \cdot x} + 1 \]
                              3. lower-fma.f64N/A

                                \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right), x, 1\right)} \]
                              4. +-commutativeN/A

                                \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right) + \frac{1}{2}}, x, 1\right) \]
                              5. *-commutativeN/A

                                \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right) \cdot x} + \frac{1}{2}, x, 1\right) \]
                              6. lower-fma.f64N/A

                                \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x, x, \frac{1}{2}\right)}, x, 1\right) \]
                              7. +-commutativeN/A

                                \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\color{blue}{\frac{1}{24} \cdot x + \frac{1}{6}}, x, \frac{1}{2}\right), x, 1\right) \]
                              8. lower-fma.f6471.9

                                \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\color{blue}{\mathsf{fma}\left(0.041666666666666664, x, 0.16666666666666666\right)}, x, 0.5\right), x, 1\right) \]
                            5. Applied rewrites71.9%

                              \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(0.041666666666666664, x, 0.16666666666666666\right), x, 0.5\right), x, 1\right)} \]
                            6. Add Preprocessing

                            Alternative 11: 67.3% accurate, 6.8× speedup?

                            \[\begin{array}{l} \\ \mathsf{fma}\left(\left(x \cdot x\right) \cdot 0.041666666666666664, x, 1\right) \end{array} \]
                            (FPCore (x) :precision binary64 (fma (* (* x x) 0.041666666666666664) x 1.0))
                            double code(double x) {
                            	return fma(((x * x) * 0.041666666666666664), x, 1.0);
                            }
                            
                            function code(x)
                            	return fma(Float64(Float64(x * x) * 0.041666666666666664), x, 1.0)
                            end
                            
                            code[x_] := N[(N[(N[(x * x), $MachinePrecision] * 0.041666666666666664), $MachinePrecision] * x + 1.0), $MachinePrecision]
                            
                            \begin{array}{l}
                            
                            \\
                            \mathsf{fma}\left(\left(x \cdot x\right) \cdot 0.041666666666666664, x, 1\right)
                            \end{array}
                            
                            Derivation
                            1. Initial program 52.0%

                              \[\frac{e^{x} - 1}{x} \]
                            2. Add Preprocessing
                            3. Taylor expanded in x around 0

                              \[\leadsto \color{blue}{1 + x \cdot \left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right)\right)} \]
                            4. Step-by-step derivation
                              1. +-commutativeN/A

                                \[\leadsto \color{blue}{x \cdot \left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right)\right) + 1} \]
                              2. *-commutativeN/A

                                \[\leadsto \color{blue}{\left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right)\right) \cdot x} + 1 \]
                              3. lower-fma.f64N/A

                                \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{2} + x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right), x, 1\right)} \]
                              4. +-commutativeN/A

                                \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{x \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right) + \frac{1}{2}}, x, 1\right) \]
                              5. *-commutativeN/A

                                \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x\right) \cdot x} + \frac{1}{2}, x, 1\right) \]
                              6. lower-fma.f64N/A

                                \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{6} + \frac{1}{24} \cdot x, x, \frac{1}{2}\right)}, x, 1\right) \]
                              7. +-commutativeN/A

                                \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\color{blue}{\frac{1}{24} \cdot x + \frac{1}{6}}, x, \frac{1}{2}\right), x, 1\right) \]
                              8. lower-fma.f6471.9

                                \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\color{blue}{\mathsf{fma}\left(0.041666666666666664, x, 0.16666666666666666\right)}, x, 0.5\right), x, 1\right) \]
                            5. Applied rewrites71.9%

                              \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(0.041666666666666664, x, 0.16666666666666666\right), x, 0.5\right), x, 1\right)} \]
                            6. Taylor expanded in x around inf

                              \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\frac{1}{24} \cdot {x}^{2}, x, 1\right) \]
                            7. Step-by-step derivation
                              1. Applied rewrites71.1%

                                \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\left(x \cdot x\right) \cdot 0.041666666666666664, x, 1\right) \]
                              2. Add Preprocessing

                              Alternative 12: 64.3% accurate, 8.8× speedup?

                              \[\begin{array}{l} \\ \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, x, 0.5\right), x, 1\right) \end{array} \]
                              (FPCore (x) :precision binary64 (fma (fma 0.16666666666666666 x 0.5) x 1.0))
                              double code(double x) {
                              	return fma(fma(0.16666666666666666, x, 0.5), x, 1.0);
                              }
                              
                              function code(x)
                              	return fma(fma(0.16666666666666666, x, 0.5), x, 1.0)
                              end
                              
                              code[x_] := N[(N[(0.16666666666666666 * x + 0.5), $MachinePrecision] * x + 1.0), $MachinePrecision]
                              
                              \begin{array}{l}
                              
                              \\
                              \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, x, 0.5\right), x, 1\right)
                              \end{array}
                              
                              Derivation
                              1. Initial program 52.0%

                                \[\frac{e^{x} - 1}{x} \]
                              2. Add Preprocessing
                              3. Taylor expanded in x around 0

                                \[\leadsto \color{blue}{1 + x \cdot \left(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} \cdot x\right)} \]
                              4. Step-by-step derivation
                                1. +-commutativeN/A

                                  \[\leadsto \color{blue}{x \cdot \left(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} \cdot x\right) + 1} \]
                                2. *-commutativeN/A

                                  \[\leadsto \color{blue}{\left(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} \cdot x\right) \cdot x} + 1 \]
                                3. lower-fma.f64N/A

                                  \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{2} + \frac{1}{6} \cdot x, x, 1\right)} \]
                                4. +-commutativeN/A

                                  \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\frac{1}{6} \cdot x + \frac{1}{2}}, x, 1\right) \]
                                5. lower-fma.f6467.2

                                  \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, x, 0.5\right)}, x, 1\right) \]
                              5. Applied rewrites67.2%

                                \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, x, 0.5\right), x, 1\right)} \]
                              6. Add Preprocessing

                              Alternative 13: 51.4% accurate, 16.4× speedup?

                              \[\begin{array}{l} \\ \mathsf{fma}\left(0.5, x, 1\right) \end{array} \]
                              (FPCore (x) :precision binary64 (fma 0.5 x 1.0))
                              double code(double x) {
                              	return fma(0.5, x, 1.0);
                              }
                              
                              function code(x)
                              	return fma(0.5, x, 1.0)
                              end
                              
                              code[x_] := N[(0.5 * x + 1.0), $MachinePrecision]
                              
                              \begin{array}{l}
                              
                              \\
                              \mathsf{fma}\left(0.5, x, 1\right)
                              \end{array}
                              
                              Derivation
                              1. Initial program 52.0%

                                \[\frac{e^{x} - 1}{x} \]
                              2. Add Preprocessing
                              3. Taylor expanded in x around 0

                                \[\leadsto \color{blue}{1 + \frac{1}{2} \cdot x} \]
                              4. Step-by-step derivation
                                1. +-commutativeN/A

                                  \[\leadsto \color{blue}{\frac{1}{2} \cdot x + 1} \]
                                2. lower-fma.f6452.6

                                  \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(0.5, x, 1\right)} \]
                              5. Applied rewrites52.6%

                                \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(0.5, x, 1\right)} \]
                              6. Add Preprocessing

                              Alternative 14: 51.2% accurate, 115.0× speedup?

                              \[\begin{array}{l} \\ 1 \end{array} \]
                              (FPCore (x) :precision binary64 1.0)
                              double code(double x) {
                              	return 1.0;
                              }
                              
                              real(8) function code(x)
                                  real(8), intent (in) :: x
                                  code = 1.0d0
                              end function
                              
                              public static double code(double x) {
                              	return 1.0;
                              }
                              
                              def code(x):
                              	return 1.0
                              
                              function code(x)
                              	return 1.0
                              end
                              
                              function tmp = code(x)
                              	tmp = 1.0;
                              end
                              
                              code[x_] := 1.0
                              
                              \begin{array}{l}
                              
                              \\
                              1
                              \end{array}
                              
                              Derivation
                              1. Initial program 52.0%

                                \[\frac{e^{x} - 1}{x} \]
                              2. Add Preprocessing
                              3. Taylor expanded in x around 0

                                \[\leadsto \color{blue}{1} \]
                              4. Step-by-step derivation
                                1. Applied rewrites52.4%

                                  \[\leadsto \color{blue}{1} \]
                                2. Add Preprocessing

                                Developer Target 1: 52.5% accurate, 0.4× speedup?

                                \[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} t_0 := e^{x} - 1\\ \mathbf{if}\;x < 1 \land x > -1:\\ \;\;\;\;\frac{t\_0}{\log \left(e^{x}\right)}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\frac{t\_0}{x}\\ \end{array} \end{array} \]
                                (FPCore (x)
                                 :precision binary64
                                 (let* ((t_0 (- (exp x) 1.0)))
                                   (if (and (< x 1.0) (> x -1.0)) (/ t_0 (log (exp x))) (/ t_0 x))))
                                double code(double x) {
                                	double t_0 = exp(x) - 1.0;
                                	double tmp;
                                	if ((x < 1.0) && (x > -1.0)) {
                                		tmp = t_0 / log(exp(x));
                                	} else {
                                		tmp = t_0 / x;
                                	}
                                	return tmp;
                                }
                                
                                real(8) function code(x)
                                    real(8), intent (in) :: x
                                    real(8) :: t_0
                                    real(8) :: tmp
                                    t_0 = exp(x) - 1.0d0
                                    if ((x < 1.0d0) .and. (x > (-1.0d0))) then
                                        tmp = t_0 / log(exp(x))
                                    else
                                        tmp = t_0 / x
                                    end if
                                    code = tmp
                                end function
                                
                                public static double code(double x) {
                                	double t_0 = Math.exp(x) - 1.0;
                                	double tmp;
                                	if ((x < 1.0) && (x > -1.0)) {
                                		tmp = t_0 / Math.log(Math.exp(x));
                                	} else {
                                		tmp = t_0 / x;
                                	}
                                	return tmp;
                                }
                                
                                def code(x):
                                	t_0 = math.exp(x) - 1.0
                                	tmp = 0
                                	if (x < 1.0) and (x > -1.0):
                                		tmp = t_0 / math.log(math.exp(x))
                                	else:
                                		tmp = t_0 / x
                                	return tmp
                                
                                function code(x)
                                	t_0 = Float64(exp(x) - 1.0)
                                	tmp = 0.0
                                	if ((x < 1.0) && (x > -1.0))
                                		tmp = Float64(t_0 / log(exp(x)));
                                	else
                                		tmp = Float64(t_0 / x);
                                	end
                                	return tmp
                                end
                                
                                function tmp_2 = code(x)
                                	t_0 = exp(x) - 1.0;
                                	tmp = 0.0;
                                	if ((x < 1.0) && (x > -1.0))
                                		tmp = t_0 / log(exp(x));
                                	else
                                		tmp = t_0 / x;
                                	end
                                	tmp_2 = tmp;
                                end
                                
                                code[x_] := Block[{t$95$0 = N[(N[Exp[x], $MachinePrecision] - 1.0), $MachinePrecision]}, If[And[Less[x, 1.0], Greater[x, -1.0]], N[(t$95$0 / N[Log[N[Exp[x], $MachinePrecision]], $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(t$95$0 / x), $MachinePrecision]]]
                                
                                \begin{array}{l}
                                
                                \\
                                \begin{array}{l}
                                t_0 := e^{x} - 1\\
                                \mathbf{if}\;x < 1 \land x > -1:\\
                                \;\;\;\;\frac{t\_0}{\log \left(e^{x}\right)}\\
                                
                                \mathbf{else}:\\
                                \;\;\;\;\frac{t\_0}{x}\\
                                
                                
                                \end{array}
                                \end{array}
                                

                                Reproduce

                                ?
                                herbie shell --seed 2024333 
                                (FPCore (x)
                                  :name "Kahan's exp quotient"
                                  :precision binary64
                                
                                  :alt
                                  (! :herbie-platform default (if (and (< x 1) (> x -1)) (/ (- (exp x) 1) (log (exp x))) (/ (- (exp x) 1) x)))
                                
                                  (/ (- (exp x) 1.0) x))