Average Error: 31.2 → 10.4
Time: 4.1m
Precision: 64
Internal Precision: 128
\[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)\]
↓
\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;y.re \le -135634012789419.23:\\ \;\;\;\;e^{\log \left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re + y.im \cdot \log \left(-x.re\right)\right)\\ \mathbf{elif}\;y.re \le 7.50043788617176 \cdot 10^{-203}:\\ \;\;\;\;e^{y.re \cdot \log \left(-x.re\right) - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re + y.im \cdot \log \left(-x.re\right)\right)\\ \mathbf{elif}\;y.re \le 1.8663962617031973 \cdot 10^{-125}:\\ \;\;\;\;\sin \left(\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re + \log \left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right) \cdot y.im\right) \cdot e^{\log \left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;e^{y.re \cdot \log \left(-x.re\right) - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re + y.im \cdot \log \left(-x.re\right)\right)\\ \end{array}\]

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 y.re < -135634012789419.23

    1. Initial program 36.7

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

    2. Taylor expanded around -inf 0.1

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

    3. Simplified0.1

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

    if -135634012789419.23 < y.re < 7.50043788617176e-203 or 1.8663962617031973e-125 < y.re

    1. Initial program 25.8

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

    2. Taylor expanded around -inf 28.4

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

    3. Simplified28.4

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

    4. Taylor expanded around -inf 18.8

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

    5. Simplified18.8

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

    if 7.50043788617176e-203 < y.re < 1.8663962617031973e-125

    1. Initial program 29.5

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

  4. Final simplification10.4

    \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;y.re \le -135634012789419.23:\\ \;\;\;\;e^{\log \left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re + y.im \cdot \log \left(-x.re\right)\right)\\ \mathbf{elif}\;y.re \le 7.50043788617176 \cdot 10^{-203}:\\ \;\;\;\;e^{y.re \cdot \log \left(-x.re\right) - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re + y.im \cdot \log \left(-x.re\right)\right)\\ \mathbf{elif}\;y.re \le 1.8663962617031973 \cdot 10^{-125}:\\ \;\;\;\;\sin \left(\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re + \log \left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right) \cdot y.im\right) \cdot e^{\log \left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;e^{y.re \cdot \log \left(-x.re\right) - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re + y.im \cdot \log \left(-x.re\right)\right)\\ \end{array}\]

Reproduce

herbie shell --seed 2019053 
(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)))))