Average Error: 33.2 → 20.9
Time: 1.3m
Precision: 64
Internal Precision: 2368
\[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)\]
↓
\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(-\left(\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re + \log \left(\frac{-1}{x.re}\right) \cdot y.im\right)\right) \le -3.64113933521955 \cdot 10^{-310}:\\ \;\;\;\;e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(\log \left(\sqrt{\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}} \cdot \sqrt{\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)\\ \mathbf{if}\;e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(-\left(\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re + \log \left(\frac{-1}{x.re}\right) \cdot y.im\right)\right) \le 4.06755733558424 \cdot 10^{-310}:\\ \;\;\;\;e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(-\left(\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re + \log \left(\frac{-1}{x.re}\right) \cdot y.im\right)\right)\\ \mathbf{if}\;e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(-\left(\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re + \log \left(\frac{-1}{x.re}\right) \cdot y.im\right)\right) \le 1.4931395109674347 \cdot 10^{+141}:\\ \;\;\;\;e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(\log \left(\sqrt{\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}} \cdot \sqrt{\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(\log x.re \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)\\ \end{array}\]

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Bits error versus x.re

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Derivation

  1. Split input into 3 regimes

  2. if (* (exp (- (* (log (sqrt (+ (* x.re x.re) (* x.im x.im)))) y.re) (* (atan2 x.im x.re) y.im))) (sin (- (+ (* (atan2 x.im x.re) y.re) (* (log (/ -1 x.re)) y.im))))) < -3.64113933521955e-310 or 4.06755733558424e-310 < (* (exp (- (* (log (sqrt (+ (* x.re x.re) (* x.im x.im)))) y.re) (* (atan2 x.im x.re) y.im))) (sin (- (+ (* (atan2 x.im x.re) y.re) (* (log (/ -1 x.re)) y.im))))) < 1.4931395109674347e+141

    1. Initial program 20.0

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)\]
    2. Using strategy rm

    3. Applied add-sqr-sqrt20.0

      \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(\log \left(\sqrt{\color{blue}{\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im} \cdot \sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}}}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)\]

    4. Applied sqrt-prod20.0

      \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(\log \color{blue}{\left(\sqrt{\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}} \cdot \sqrt{\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}}\right)} \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)\]

    if -3.64113933521955e-310 < (* (exp (- (* (log (sqrt (+ (* x.re x.re) (* x.im x.im)))) y.re) (* (atan2 x.im x.re) y.im))) (sin (- (+ (* (atan2 x.im x.re) y.re) (* (log (/ -1 x.re)) y.im))))) < 4.06755733558424e-310

    1. Initial program 32.9

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)\]

    2. Taylor expanded around -inf 9.4

      \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \color{blue}{\sin \left(-\left(\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re + \log \left(\frac{-1}{x.re}\right) \cdot y.im\right)\right)}\]

    if 1.4931395109674347e+141 < (* (exp (- (* (log (sqrt (+ (* x.re x.re) (* x.im x.im)))) y.re) (* (atan2 x.im x.re) y.im))) (sin (- (+ (* (atan2 x.im x.re) y.re) (* (log (/ -1 x.re)) y.im)))))

    1. Initial program 36.9

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)\]

    2. Taylor expanded around inf 27.5

      \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(\log \color{blue}{x.re} \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)\]
  3. Recombined 3 regimes into one program.

Runtime

Time bar (total: 1.3m)Debug logProfile

herbie shell --seed 2018195 
(FPCore (x.re x.im y.re y.im)
  :name "powComplex, imaginary part"
  (* (exp (- (* (log (sqrt (+ (* x.re x.re) (* x.im x.im)))) y.re) (* (atan2 x.im x.re) y.im))) (sin (+ (* (log (sqrt (+ (* x.re x.re) (* x.im x.im)))) y.im) (* (atan2 x.im x.re) y.re)))))