Average Error: 57.9 → 0.8
Time: 42.7s
Precision: 64
Internal Precision: 128
\[\left(0.5 \cdot \cos re\right) \cdot \left(e^{0 - im} - e^{im}\right)\]
\[\left(0.5 \cdot \cos re\right) \cdot (im \cdot \left((\frac{-1}{3} \cdot \left(im \cdot im\right) + -2)_*\right) + \left({im}^{5} \cdot \frac{-1}{60}\right))_*\]

Error

Bits error versus re

Bits error versus im

Target

Original57.9
Target0.3
Herbie0.8
\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;\left|im\right| \lt 1:\\ \;\;\;\;-\cos re \cdot \left(\left(im + \left(\left(\frac{1}{6} \cdot im\right) \cdot im\right) \cdot im\right) + \left(\left(\left(\left(\frac{1}{120} \cdot im\right) \cdot im\right) \cdot im\right) \cdot im\right) \cdot im\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\left(0.5 \cdot \cos re\right) \cdot \left(e^{0 - im} - e^{im}\right)\\ \end{array}\]

Derivation

  1. Initial program 57.9

    \[\left(0.5 \cdot \cos re\right) \cdot \left(e^{0 - im} - e^{im}\right)\]
  2. Taylor expanded around 0 0.8

    \[\leadsto \left(0.5 \cdot \cos re\right) \cdot \color{blue}{\left(-\left(\frac{1}{3} \cdot {im}^{3} + \left(\frac{1}{60} \cdot {im}^{5} + 2 \cdot im\right)\right)\right)}\]
  3. Simplified0.8

    \[\leadsto \left(0.5 \cdot \cos re\right) \cdot \color{blue}{(im \cdot \left((\frac{-1}{3} \cdot \left(im \cdot im\right) + -2)_*\right) + \left({im}^{5} \cdot \frac{-1}{60}\right))_*}\]
  4. Final simplification0.8

    \[\leadsto \left(0.5 \cdot \cos re\right) \cdot (im \cdot \left((\frac{-1}{3} \cdot \left(im \cdot im\right) + -2)_*\right) + \left({im}^{5} \cdot \frac{-1}{60}\right))_*\]

Reproduce

herbie shell --seed 2018362 +o rules:numerics
(FPCore (re im)
  :name "math.sin on complex, imaginary part"

  :herbie-target
  (if (< (fabs im) 1) (- (* (cos re) (+ (+ im (* (* (* 1/6 im) im) im)) (* (* (* (* (* 1/120 im) im) im) im) im)))) (* (* 0.5 (cos re)) (- (exp (- 0 im)) (exp im))))

  (* (* 0.5 (cos re)) (- (exp (- 0 im)) (exp im))))

Details

Time bar (total: 23.9s)Debug log

start516.0ms

Algorithm
intervals

setup215.0ms

Pruning

2 alts after pruning (2 fresh and 0 done)

Merged error: 57.9b

localize33.0ms

Local error

Found 2 expressions with local error:

5.4b
(- (exp (- 0 im)) (exp im))
0.0b
(* (* 0.5 (cos re)) (- (exp (- 0 im)) (exp im)))

rewrite30.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
2 → 91
Calls

2 calls. Slowest were:

16.0ms
(* (* 0.5 (cos re)) (- (exp (- 0 im)) (exp im)))
12.0ms
(- (exp (- 0 im)) (exp im))

series185.0ms

Counts
2 → 6
Calls

2 calls. Slowest were:

118.0ms
(* (* 0.5 (cos re)) (- (exp (- 0 im)) (exp im)))
67.0ms
(- (exp (- 0 im)) (exp im))

simplify10.7s

Counts
88 → 97
Calls

88 calls. Slowest were:

711.0ms
(* (fma (- (cbrt (exp im))) (* (cbrt (exp im)) (cbrt (exp im))) (* (cbrt (exp im)) (* (cbrt (exp im)) (cbrt (exp im))))) (* 0.5 (cos re)))
377.0ms
(* (* 0.5 (cos re)) (fma (- (exp im)) 1 (* (exp im) 1)))
354.0ms
(* (* 0.5 (cos re)) (fma (- (exp im)) 1 (* (exp im) 1)))

prune1.4s

Pruning

3 alts after pruning (3 fresh and 0 done)

Merged error: 0.1b

localize35.0ms

Local error

Found 3 expressions with local error:

0.1b
(* (* 0.5 (cos re)) (fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60)))
0.1b
(* (pow im 5) -1/60)
0.0b
(fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60))

rewrite7.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
3 → 42
Calls

3 calls. Slowest were:

5.0ms
(* (* 0.5 (cos re)) (fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60)))
2.0ms
(* (pow im 5) -1/60)
0.0ms
(fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60))

series228.0ms

Counts
3 → 9
Calls

3 calls. Slowest were:

154.0ms
(* (* 0.5 (cos re)) (fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60)))
40.0ms
(fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60))
34.0ms
(* (pow im 5) -1/60)

simplify2.4s

Counts
19 → 51
Calls

19 calls. Slowest were:

516.0ms
(* (* 0.5 (cos re)) (fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60)))
318.0ms
(- (+ (* 1/3 (pow im 3)) (+ (* 1/60 (pow im 5)) (* 2 im))))
257.0ms
(- (+ (* 1/3 (pow im 3)) (+ (* 1/60 (pow im 5)) (* 2 im))))

prune1.0s

Pruning

9 alts after pruning (8 fresh and 1 done)

Merged error: 0.1b

localize18.0ms

Local error

Found 3 expressions with local error:

0.1b
(* (- (cos re)) (fma 0.008333333333333333 (pow im 5) (fma (* im im) (* 0.16666666666666666 im) (* 1.0 im))))
0.0b
(fma 0.008333333333333333 (pow im 5) (fma (* im im) (* 0.16666666666666666 im) (* 1.0 im)))
0.0b
(fma (* im im) (* 0.16666666666666666 im) (* 1.0 im))

rewrite6.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
3 → 49
Calls

3 calls. Slowest were:

5.0ms
(* (- (cos re)) (fma 0.008333333333333333 (pow im 5) (fma (* im im) (* 0.16666666666666666 im) (* 1.0 im))))
0.0ms
(fma 0.008333333333333333 (pow im 5) (fma (* im im) (* 0.16666666666666666 im) (* 1.0 im)))
0.0ms
(fma (* im im) (* 0.16666666666666666 im) (* 1.0 im))

series219.0ms

Counts
3 → 9
Calls

3 calls. Slowest were:

139.0ms
(* (- (cos re)) (fma 0.008333333333333333 (pow im 5) (fma (* im im) (* 0.16666666666666666 im) (* 1.0 im))))
42.0ms
(fma 0.008333333333333333 (pow im 5) (fma (* im im) (* 0.16666666666666666 im) (* 1.0 im)))
37.0ms
(fma (* im im) (* 0.16666666666666666 im) (* 1.0 im))

simplify2.3s

Counts
25 → 58
Calls

25 calls. Slowest were:

327.0ms
(* (- (cos re)) (fma 0.008333333333333333 (pow im 5) (fma (* im im) (* 0.16666666666666666 im) (* 1.0 im))))
262.0ms
(* (cos re) (fma 0.008333333333333333 (pow im 5) (fma (* im im) (* 0.16666666666666666 im) (* 1.0 im))))
261.0ms
(* (- (cos re)) (fma (* im im) (* 0.16666666666666666 im) (* 1.0 im)))

prune1.0s

Pruning

10 alts after pruning (9 fresh and 1 done)

Merged error: 0.0b

localize13.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

0.3b
(cbrt (cos re))
0.3b
(cbrt (cos re))
0.3b
(cbrt (cos re))
0.3b
(* (cbrt (cos re)) (cbrt (cos re)))

rewrite7.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 69
Calls

4 calls. Slowest were:

5.0ms
(* (cbrt (cos re)) (cbrt (cos re)))
1.0ms
(cbrt (cos re))
1.0ms
(cbrt (cos re))

series740.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

230.0ms
(* (cbrt (cos re)) (cbrt (cos re)))
201.0ms
(cbrt (cos re))
155.0ms
(cbrt (cos re))
154.0ms
(cbrt (cos re))

simplify512.0ms

Counts
41 → 81
Calls

41 calls. Slowest were:

120.0ms
(- 1 (+ (* 1/405 (pow re 6)) (* 1/3 (pow re 2))))
118.0ms
(- 1 (+ (* 1/6 (pow re 2)) (* 1/72 (pow re 4))))
115.0ms
(- 1 (+ (* 1/6 (pow re 2)) (* 1/72 (pow re 4))))

prune1.8s

Pruning

10 alts after pruning (8 fresh and 2 done)

Merged error: 0.0b

regimes504.0ms

Accuracy

0% (0.7b remaining)

Error of 0.8b against oracle of 0.1b and baseline of 0.8b

bsearch2.0ms