Average Error: 58.0 → 0.7
Time: 48.4s
Precision: 64
Internal Precision: 128
\[\left(0.5 \cdot \cos re\right) \cdot \left(e^{0 - im} - e^{im}\right)\]
\[\left(\frac{-1}{60} \cdot {im}^{5}\right) \cdot \left(0.5 \cdot \cos re\right) + \left(0.5 \cdot \cos re\right) \cdot \left(im \cdot (\frac{-1}{3} \cdot \left(im \cdot im\right) + -2)_*\right)\]

Error

Bits error versus re

Bits error versus im

Target

Original58.0
Target0.3
Herbie0.7
\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;\left|im\right| \lt 1:\\ \;\;\;\;-\cos re \cdot \left(\left(im + \left(\left(\frac{1}{6} \cdot im\right) \cdot im\right) \cdot im\right) + \left(\left(\left(\left(\frac{1}{120} \cdot im\right) \cdot im\right) \cdot im\right) \cdot im\right) \cdot im\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\left(0.5 \cdot \cos re\right) \cdot \left(e^{0 - im} - e^{im}\right)\\ \end{array}\]

Derivation

  1. Initial program 58.0

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

    \[\leadsto \left(0.5 \cdot \cos re\right) \cdot \color{blue}{\left(-\left(\frac{1}{3} \cdot {im}^{3} + \left(\frac{1}{60} \cdot {im}^{5} + 2 \cdot im\right)\right)\right)}\]
  3. Simplified0.7

    \[\leadsto \left(0.5 \cdot \cos re\right) \cdot \color{blue}{(im \cdot \left((\frac{-1}{3} \cdot \left(im \cdot im\right) + -2)_*\right) + \left({im}^{5} \cdot \frac{-1}{60}\right))_*}\]
  4. Using strategy rm
  5. Applied fma-udef0.7

    \[\leadsto \left(0.5 \cdot \cos re\right) \cdot \color{blue}{\left(im \cdot (\frac{-1}{3} \cdot \left(im \cdot im\right) + -2)_* + {im}^{5} \cdot \frac{-1}{60}\right)}\]
  6. Applied distribute-lft-in0.7

    \[\leadsto \color{blue}{\left(0.5 \cdot \cos re\right) \cdot \left(im \cdot (\frac{-1}{3} \cdot \left(im \cdot im\right) + -2)_*\right) + \left(0.5 \cdot \cos re\right) \cdot \left({im}^{5} \cdot \frac{-1}{60}\right)}\]
  7. Final simplification0.7

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

Reproduce

herbie shell --seed 2018365 +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: 30.0s)Debug log

start535.0ms

Algorithm
intervals

setup223.0ms

Pruning

2 alts after pruning (2 fresh and 0 done)

Merged error: 57.5b

localize39.0ms

Local error

Found 2 expressions with local error:

6.5b
(- (exp (- 0 im)) (exp im))
0.0b
(* (* 0.5 (cos re)) (- (exp (- 0 im)) (exp im)))

rewrite38.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
2 → 91
Calls

2 calls. Slowest were:

20.0ms
(* (* 0.5 (cos re)) (- (exp (- 0 im)) (exp im)))
17.0ms
(- (exp (- 0 im)) (exp im))

series170.0ms

Counts
2 → 6
Calls

2 calls. Slowest were:

107.0ms
(* (* 0.5 (cos re)) (- (exp (- 0 im)) (exp im)))
62.0ms
(- (exp (- 0 im)) (exp im))

simplify9.4s

Counts
88 → 97
Calls

88 calls. Slowest were:

314.0ms
(* (fma (- (exp im)) 1 (* (exp im) 1)) (* 0.5 (cos re)))
310.0ms
(* (* 0.5 (cos re)) (fma (- (exp im)) 1 (* (exp im) 1)))
300.0ms
(* (* 0.5 (cos re)) (fma (- (exp im)) 1 (* (exp im) 1)))

prune1.5s

Pruning

2 alts after pruning (2 fresh and 0 done)

Merged error: 0.1b

localize21.0ms

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))

rewrite15.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
3 → 42
Calls

3 calls. Slowest were:

10.0ms
(* (* 0.5 (cos re)) (fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60)))
4.0ms
(* (pow im 5) -1/60)
0.0ms
(fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60))

series157.0ms

Counts
3 → 9
Calls

3 calls. Slowest were:

109.0ms
(* (* 0.5 (cos re)) (fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60)))
28.0ms
(fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60))
20.0ms
(* (pow im 5) -1/60)

simplify2.5s

Counts
19 → 51
Calls

19 calls. Slowest were:

571.0ms
(* (* 0.5 (cos re)) (fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60)))
352.0ms
(- (+ (* 1/3 (pow im 3)) (+ (* 1/60 (pow im 5)) (* 2 im))))
311.0ms
(- (+ (* 1/3 (pow im 3)) (+ (* 1/60 (pow im 5)) (* 2 im))))

prune1.0s

Pruning

8 alts after pruning (8 fresh and 0 done)

Merged error: 0.1b

localize22.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

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

rewrite28.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 62
Calls

4 calls. Slowest were:

12.0ms
(* (* 0.5 (cos re)) (* im (fma -1/3 (* im im) -2)))
10.0ms
(* (* 0.5 (cos re)) (* (pow im 5) -1/60))
4.0ms
(* (pow im 5) -1/60)

series313.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

129.0ms
(* (* 0.5 (cos re)) (* im (fma -1/3 (* im im) -2)))
99.0ms
(* (* 0.5 (cos re)) (* (pow im 5) -1/60))
52.0ms
(* im (fma -1/3 (* im im) -2))
33.0ms
(* (pow im 5) -1/60)

simplify2.9s

Counts
30 → 74
Calls

30 calls. Slowest were:

742.0ms
(* (* (* (* 0.5 (cos re)) (* 0.5 (cos re))) (* 0.5 (cos re))) (* (* (* (pow im 5) -1/60) (* (pow im 5) -1/60)) (* (pow im 5) -1/60)))
393.0ms
(- (+ (* 1.0 (* im (cos re))) (* 0.16666666666666666 (* (pow im 3) (cos re)))))
385.0ms
(- (+ (* 1.0 (* im (cos re))) (* 0.16666666666666666 (* (pow im 3) (cos re)))))

prune1.4s

Pruning

8 alts after pruning (7 fresh and 1 done)

Merged error: 0.1b

localize12.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

0.6b
(cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (* im (fma -1/3 (* im im) -2))))
0.6b
(cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (* im (fma -1/3 (* im im) -2))))
0.6b
(cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (* im (fma -1/3 (* im im) -2))))
0.4b
(* (cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (* im (fma -1/3 (* im im) -2)))) (cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (* im (fma -1/3 (* im im) -2)))))

rewrite38.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 59
Calls

4 calls. Slowest were:

24.0ms
(* (cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (* im (fma -1/3 (* im im) -2)))) (cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (* im (fma -1/3 (* im im) -2)))))
6.0ms
(cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (* im (fma -1/3 (* im im) -2))))
3.0ms
(cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (* im (fma -1/3 (* im im) -2))))

series1.0s

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

319.0ms
(* (cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (* im (fma -1/3 (* im im) -2)))) (cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (* im (fma -1/3 (* im im) -2)))))
239.0ms
(cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (* im (fma -1/3 (* im im) -2))))
227.0ms
(cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (* im (fma -1/3 (* im im) -2))))
223.0ms
(cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (* im (fma -1/3 (* im im) -2))))

simplify6.6s

Counts
31 → 71
Calls

31 calls. Slowest were:

1.3s
(* (* (* 0.5 (cos re)) (* im (fma -1/3 (* im im) -2))) (* (* 0.5 (cos re)) (* im (fma -1/3 (* im im) -2))))
1.0s
(* (* (* 0.5 (cos re)) (* im (fma -1/3 (* im im) -2))) (* (* 0.5 (cos re)) (* im (fma -1/3 (* im im) -2))))
494.0ms
(+ (* 2 (/ (* (cbrt 0.5) (exp (* 1/3 (- (log (* -1/3 (cos re))) (* 3 (log (/ 1 im))))))) (pow im 2))) (* (cbrt 0.5) (exp (* 1/3 (- (log (* -1/3 (cos re))) (* 3 (log (/ 1 im))))))))

prune1.5s

Pruning

11 alts after pruning (9 fresh and 2 done)

Merged error: 0.0b

regimes527.0ms

Accuracy

0% (0.6b remaining)

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

bsearch2.0ms