Average Error: 31.5 → 12.9
Time: 4.0m
Precision: 64
Internal Precision: 128
\[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)\]
↓
\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;x.im \le -1.5193611019644232 \cdot 10^{+68}:\\ \;\;\;\;e^{y.re \cdot \log \left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right) - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re + y.im \cdot \log \left(-x.re\right)\right)\\ \mathbf{elif}\;x.im \le -0.9932289848709632:\\ \;\;\;\;e^{y.re \cdot \log \left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right) - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right) + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)\\ \mathbf{elif}\;x.im \le 2.2167436809762689 \cdot 10^{-63}:\\ \;\;\;\;\sin \left(\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re + y.im \cdot \log \left(-x.re\right)\right) \cdot e^{\log \left(-x.re\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}\\ \mathbf{elif}\;x.im \le 1.9249957616544232 \cdot 10^{+55}:\\ \;\;\;\;e^{y.re \cdot \log \left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right) - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right) + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;e^{y.re \cdot \log \left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right) - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re + y.im \cdot \log \left(-x.re\right)\right)\\ \end{array}\]

Error

Bits error versus x.re

Bits error versus x.im

Bits error versus y.re

Bits error versus y.im

Derivation

  1. Split input into 3 regimes

  2. if x.im < -1.5193611019644232e+68 or 1.9249957616544232e+55 < x.im

    1. Initial program 45.2

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

    2. Taylor expanded around -inf 21.0

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

    3. Simplified21.0

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

    if -1.5193611019644232e+68 < x.im < -0.9932289848709632 or 2.2167436809762689e-63 < x.im < 1.9249957616544232e+55

    1. Initial program 16.6

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

    if -0.9932289848709632 < x.im < 2.2167436809762689e-63

    1. Initial program 24.6

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

    2. Taylor expanded around -inf 11.7

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

    3. Simplified11.7

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

    4. Taylor expanded around -inf 4.4

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

    5. Simplified4.4

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

  4. Final simplification12.9

    \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;x.im \le -1.5193611019644232 \cdot 10^{+68}:\\ \;\;\;\;e^{y.re \cdot \log \left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right) - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re + y.im \cdot \log \left(-x.re\right)\right)\\ \mathbf{elif}\;x.im \le -0.9932289848709632:\\ \;\;\;\;e^{y.re \cdot \log \left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right) - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right) + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)\\ \mathbf{elif}\;x.im \le 2.2167436809762689 \cdot 10^{-63}:\\ \;\;\;\;\sin \left(\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re + y.im \cdot \log \left(-x.re\right)\right) \cdot e^{\log \left(-x.re\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}\\ \mathbf{elif}\;x.im \le 1.9249957616544232 \cdot 10^{+55}:\\ \;\;\;\;e^{y.re \cdot \log \left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right) - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right) + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;e^{y.re \cdot \log \left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right) - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re + y.im \cdot \log \left(-x.re\right)\right)\\ \end{array}\]

Reproduce

herbie shell --seed 2019051 
(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)))))