Average Error: 42.8 → 0.7
Time: 32.5s
Precision: 64
Internal Precision: 128
\[\left(0.5 \cdot \sin re\right) \cdot \left(e^{-im} - e^{im}\right)\]
\[\left(im \cdot \sin re\right) \cdot \left(\left(-0.16666666666666666\right) \cdot \left(im \cdot im\right) - 1.0\right) - 0.008333333333333333 \cdot \left(\sin re \cdot {im}^{5}\right)\]

Error

Bits error versus re

Bits error versus im

Try it out

Your Program's Arguments

Results

Enter valid numbers for all inputs

Target

Original42.8
Target0.3
Herbie0.7
\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;\left|im\right| \lt 1:\\ \;\;\;\;-\sin re \cdot \left(\left(im + \left(\left(\frac{1}{6} \cdot im\right) \cdot im\right) \cdot im\right) + \left(\left(\left(\left(\frac{1}{120} \cdot im\right) \cdot im\right) \cdot im\right) \cdot im\right) \cdot im\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\left(0.5 \cdot \sin re\right) \cdot \left(e^{-im} - e^{im}\right)\\ \end{array}\]

Derivation

  1. Initial program 42.8

    \[\left(0.5 \cdot \sin re\right) \cdot \left(e^{-im} - e^{im}\right)\]
  2. Taylor expanded around 0 0.7

    \[\leadsto \left(0.5 \cdot \sin re\right) \cdot \color{blue}{\left(-\left(\frac{1}{3} \cdot {im}^{3} + \left(\frac{1}{60} \cdot {im}^{5} + 2 \cdot im\right)\right)\right)}\]
  3. Taylor expanded around inf 0.7

    \[\leadsto \color{blue}{-\left(0.16666666666666666 \cdot \left(\sin re \cdot {im}^{3}\right) + \left(1.0 \cdot \left(\sin re \cdot im\right) + 0.008333333333333333 \cdot \left(\sin re \cdot {im}^{5}\right)\right)\right)}\]
  4. Simplified0.7

    \[\leadsto \color{blue}{\left(\sin re \cdot im\right) \cdot \left(\left(-0.16666666666666666\right) \cdot \left(im \cdot im\right) - 1.0\right) - \left(\sin re \cdot {im}^{5}\right) \cdot 0.008333333333333333}\]
  5. Final simplification0.7

    \[\leadsto \left(im \cdot \sin re\right) \cdot \left(\left(-0.16666666666666666\right) \cdot \left(im \cdot im\right) - 1.0\right) - 0.008333333333333333 \cdot \left(\sin re \cdot {im}^{5}\right)\]

Reproduce

herbie shell --seed 2018365 
(FPCore (re im)
  :name "math.cos on complex, imaginary part"

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

  (* (* 0.5 (sin re)) (- (exp (- im)) (exp im))))

Details

Time bar (total: 13.9s)Debug log

start865.0ms

Algorithm
intervals

setup157.0ms

Pruning

2 alts after pruning (2 fresh and 0 done)

Merged error: 44.5b

localize32.0ms

Local error

Found 2 expressions with local error:

6.5b
(- (exp (- im)) (exp im))
0.0b
(* (* 0.5 (sin re)) (- (exp (- im)) (exp im)))

rewrite46.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
2 → 37
Calls

2 calls. Slowest were:

26.0ms
(* (* 0.5 (sin re)) (- (exp (- im)) (exp im)))
19.0ms
(- (exp (- im)) (exp im))

series132.0ms

Counts
2 → 6
Calls

2 calls. Slowest were:

80.0ms
(* (* 0.5 (sin re)) (- (exp (- im)) (exp im)))
52.0ms
(- (exp (- im)) (exp im))

simplify1.1s

Counts
24 → 43
Calls

24 calls. Slowest were:

200.0ms
(* 0.5 (* (sin re) (- (exp (- im)) (exp im))))
165.0ms
(* (* 0.5 (sin re)) (- (exp (- im)) (exp im)))
150.0ms
(* 0.5 (* (sin re) (- (exp (* -1 im)) (exp im))))

prune692.0ms

Pruning

2 alts after pruning (2 fresh and 0 done)

Merged error: 0.2b

localize28.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

0.2b
(* (* 0.5 (sin re)) (- (+ (* 1/3 (pow im 3)) (+ (* 1/60 (pow im 5)) (* 2 im)))))
0.1b
(* 1/3 (pow im 3))
0.1b
(* 1/60 (pow im 5))
0.0b
(+ (* 1/60 (pow im 5)) (* 2 im))

rewrite31.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 62
Calls

4 calls. Slowest were:

22.0ms
(* (* 0.5 (sin re)) (- (+ (* 1/3 (pow im 3)) (+ (* 1/60 (pow im 5)) (* 2 im)))))
5.0ms
(+ (* 1/60 (pow im 5)) (* 2 im))
1.0ms
(* 1/60 (pow im 5))

series233.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

114.0ms
(* (* 0.5 (sin re)) (- (+ (* 1/3 (pow im 3)) (+ (* 1/60 (pow im 5)) (* 2 im)))))
70.0ms
(+ (* 1/60 (pow im 5)) (* 2 im))
31.0ms
(* 1/60 (pow im 5))
17.0ms
(* 1/3 (pow im 3))

simplify3.2s

Counts
37 → 74
Calls

37 calls. Slowest were:

360.0ms
(* (* 0.5 (sin re)) (- (+ (* 1/3 (pow im 3)) (+ (* 1/60 (pow im 5)) (* 2 im)))))
358.0ms
(* (* (* (* 0.5 (sin re)) (* 0.5 (sin re))) (* 0.5 (sin re))) (* (* (- (+ (* 1/3 (pow im 3)) (+ (* 1/60 (pow im 5)) (* 2 im)))) (- (+ (* 1/3 (pow im 3)) (+ (* 1/60 (pow im 5)) (* 2 im))))) (- (+ (* 1/3 (pow im 3)) (+ (* 1/60 (pow im 5)) (* 2 im))))))
352.0ms
(* (* 0.5 (sin re)) (- (+ (* 1/60 (pow im 5)) (* 2 im))))

prune1.6s

Pruning

9 alts after pruning (9 fresh and 0 done)

Merged error: 0.1b

localize39.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

0.1b
(* (sin re) im)
0.1b
(* (- 0.16666666666666666) (* im im))
0.0b
(* (sin re) (pow im 5))
0.0b
(* (* (sin re) (pow im 5)) 0.008333333333333333)

rewrite33.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 54
Calls

4 calls. Slowest were:

15.0ms
(* (* (sin re) (pow im 5)) 0.008333333333333333)
7.0ms
(* (sin re) (pow im 5))
6.0ms
(* (- 0.16666666666666666) (* im im))

series226.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

97.0ms
(* (* (sin re) (pow im 5)) 0.008333333333333333)
85.0ms
(* (sin re) (pow im 5))
31.0ms
(* (sin re) im)
12.0ms
(* (- 0.16666666666666666) (* im im))

simplify1.0s

Counts
29 → 66
Calls

29 calls. Slowest were:

309.0ms
(* (* (* (- 0.16666666666666666) (- 0.16666666666666666)) (- 0.16666666666666666)) (* (* (* im im) (* im im)) (* im im)))
290.0ms
(- (* 0.008333333333333333 (* re (pow im 5))) (* 0.0013888888888888887 (* (pow re 3) (pow im 5))))
220.0ms
(- (* re (pow im 5)) (* 1/6 (* (pow re 3) (pow im 5))))

prune1.3s

Pruning

9 alts after pruning (8 fresh and 1 done)

Merged error: 0.0b

localize16.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

0.6b
(cbrt (sin re))
0.6b
(cbrt (sin re))
0.6b
(cbrt (sin re))
0.4b
(* (cbrt (sin re)) (cbrt (sin re)))

rewrite7.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 61
Calls

4 calls. Slowest were:

5.0ms
(* (cbrt (sin re)) (cbrt (sin re)))
1.0ms
(cbrt (sin re))
0.0ms
(cbrt (sin re))

series633.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

168.0ms
(cbrt (sin re))
164.0ms
(* (cbrt (sin re)) (cbrt (sin re)))
161.0ms
(cbrt (sin re))
140.0ms
(cbrt (sin re))

simplify309.0ms

Counts
41 → 73
Calls

41 calls. Slowest were:

84.0ms
(- (pow re 1/3) (+ (* 1/3240 (pow (pow re 13) 1/3)) (* 1/18 (pow (pow re 7) 1/3))))
66.0ms
(- (pow re 1/3) (+ (* 1/3240 (pow (pow re 13) 1/3)) (* 1/18 (pow (pow re 7) 1/3))))
65.0ms
(- (pow re 1/3) (+ (* 1/3240 (pow (pow re 13) 1/3)) (* 1/18 (pow (pow re 7) 1/3))))

prune1.6s

Pruning

11 alts after pruning (10 fresh and 1 done)

Merged error: 0.0b

regimes673.0ms

Accuracy

0% (0.7b remaining)

Error of 0.7b against oracle of 0.1b and baseline of 0.7b

bsearch12.0ms