Average Error: 58.1 → 0.7
Time: 45.9s
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

Original58.1
Target0.2
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 58.1

    \[\left(0.5 \cdot \cos re\right) \cdot \left(e^{0 - im} - e^{im}\right)\]
  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 2019002 +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: 44.5s)Debug log

sample342.0ms

Algorithm
intervals

simplify183.0ms

Counts
1 → 1
Calls

1 calls. Slowest were:

182.0ms
(* (* 0.5 (cos re)) (- (exp (- 0 im)) (exp im)))

prune13.0ms

Pruning

1 alts after pruning (1 fresh and 0 done)

Merged error: 58.3b

localize38.0ms

Local error

Found 2 expressions with local error:

7.0b
(- (exp (- 0 im)) (exp im))
0.0b
(* (* 0.5 (cos re)) (- (exp (- 0 im)) (exp im)))

rewrite56.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
2 → 91
Calls

2 calls. Slowest were:

37.0ms
(* (* 0.5 (cos re)) (- (exp (- 0 im)) (exp im)))
16.0ms
(- (exp (- 0 im)) (exp im))

series147.0ms

Counts
2 → 6
Calls

2 calls. Slowest were:

79.0ms
(* (* 0.5 (cos re)) (- (exp (- 0 im)) (exp im)))
67.0ms
(- (exp (- 0 im)) (exp im))

simplify10.5s

Counts
88 → 97
Calls

88 calls. Slowest were:

660.0ms
(* (* 0.5 (cos re)) (fma (- (cbrt (exp im))) (* (cbrt (exp im)) (cbrt (exp im))) (* (cbrt (exp im)) (* (cbrt (exp im)) (cbrt (exp im))))))
388.0ms
(* (* 0.5 (cos re)) (fma (- (cbrt (exp im))) (* (cbrt (exp im)) (cbrt (exp im))) (* (cbrt (exp im)) (* (cbrt (exp im)) (cbrt (exp im))))))
347.0ms
(- (+ (* 1/3 (pow im 3)) (+ (* 1/60 (pow im 5)) (* 2 im))))

prune1.1s

Pruning

3 alts after pruning (3 fresh and 0 done)

Merged error: 0.1b

localize37.0ms

Local error

Found 4 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 -1/3 (* im im) -2)
0.0b
(fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60))

rewrite8.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 52
Calls

4 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 -1/3 (* im im) -2)

series207.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

133.0ms
(* (* 0.5 (cos re)) (fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60)))
31.0ms
(fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60))
22.0ms
(* (pow im 5) -1/60)
21.0ms
(fma -1/3 (* im im) -2)

simplify2.8s

Counts
22 → 64
Calls

22 calls. Slowest were:

589.0ms
(* (* 0.5 (cos re)) (fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60)))
344.0ms
(- (+ (* 1/3 (pow im 3)) (+ (* 1/60 (pow im 5)) (* 2 im))))
326.0ms
(- (+ (* 1/3 (pow im 3)) (+ (* 1/60 (pow im 5)) (* 2 im))))

prune837.0ms

Pruning

9 alts after pruning (9 fresh and 0 done)

Merged error: 0.0b

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))

rewrite35.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 62
Calls

4 calls. Slowest were:

15.0ms
(* (* 0.5 (cos re)) (* (pow im 5) -1/60))
13.0ms
(* (* 0.5 (cos re)) (* im (fma -1/3 (* im im) -2)))
4.0ms
(* (pow im 5) -1/60)

series379.0ms

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

147.0ms
(* (* 0.5 (cos re)) (* im (fma -1/3 (* im im) -2)))
139.0ms
(* (* 0.5 (cos re)) (* (pow im 5) -1/60))
58.0ms
(* im (fma -1/3 (* im im) -2))
34.0ms
(* (pow im 5) -1/60)

simplify2.6s

Counts
30 → 74
Calls

30 calls. Slowest were:

690.0ms
(* (* (* (* 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)))
323.0ms
(- (+ (* 1.0 (* im (cos re))) (* 0.16666666666666666 (* (pow im 3) (cos re)))))
308.0ms
(- (+ (* 1.0 (* im (cos re))) (* 0.16666666666666666 (* (pow im 3) (cos re)))))

prune989.0ms

Pruning

9 alts after pruning (8 fresh and 1 done)

Merged error: 0.0b

localize24.0ms

Local error

Found 4 expressions with local error:

0.6b
(cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60))))
0.6b
(cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60))))
0.6b
(cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60))))
0.5b
(* (cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60)))) (cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60)))))

rewrite41.0ms

Algorithm
rewrite-expression-head
Counts
4 → 59
Calls

4 calls. Slowest were:

24.0ms
(* (cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60)))) (cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60)))))
6.0ms
(cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60))))
5.0ms
(cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60))))

series1.5s

Counts
4 → 12
Calls

4 calls. Slowest were:

558.0ms
(* (cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60)))) (cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60)))))
335.0ms
(cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60))))
301.0ms
(cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60))))
281.0ms
(cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60))))

simplify8.3s

Counts
31 → 71
Calls

31 calls. Slowest were:

553.0ms
(* (cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60)))) (cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60)))))
541.0ms
(* (* (* 0.5 (cos re)) (fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60))) (* (* 0.5 (cos re)) (fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60))))
523.0ms
(cbrt (* (* 0.5 (cos re)) (fma im (fma -1/3 (* im im) -2) (* (pow im 5) -1/60))))

prune1.1s

Pruning

10 alts after pruning (8 fresh and 2 done)

Merged error: 0.0b

regimes408.0ms

Accuracy

0% (0.6b remaining)

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

bsearch4.0ms

end0.0ms

sample12.8s

Algorithm
intervals