Average Error: 31.6 → 12.4
Time: 4.1m
Precision: 64
\[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)\]
↓
\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;x.im \le -2.209331859078387 \cdot 10^{+134}:\\ \;\;\;\;e^{y.re \cdot \log \left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right) - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \left(\left(\sqrt[3]{\sin \left(\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re + y.im \cdot \log \left(-x.re\right)\right)} \cdot \sqrt[3]{\sin \left(\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re + y.im \cdot \log \left(-x.re\right)\right)}\right) \cdot \sqrt[3]{\sin \left(\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re + y.im \cdot \log \left(-x.re\right)\right)}\right)\\ \mathbf{elif}\;x.im \le -4.513889911404149 \cdot 10^{+98}:\\ \;\;\;\;e^{y.re \cdot \log \left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right) - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(\log \left(\sqrt{\sqrt[3]{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}} \cdot \left|\sqrt[3]{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right|\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)\\ \mathbf{elif}\;x.im \le 1696.6957773721008:\\ \;\;\;\;e^{\log \left(-x.re\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re + y.im \cdot \log \left(-x.re\right)\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\left(\log x.im \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \cdot e^{y.re \cdot \log \left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right) - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}\\ \end{array}\]

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 4 regimes

  2. if x.im < -2.209331859078387e+134

    1. Initial program 56.7

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

    2. Taylor expanded around -inf 20.8

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

    3. Simplified20.8

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

    5. Applied add-cube-cbrt20.8

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

    if -2.209331859078387e+134 < x.im < -4.513889911404149e+98

    1. Initial program 19.7

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

    3. Applied add-cube-cbrt19.7

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

    4. Applied sqrt-prod19.7

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

    5. Simplified19.7

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

    if -4.513889911404149e+98 < x.im < 1696.6957773721008

    1. Initial program 22.4

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

    2. Taylor expanded around -inf 12.5

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

    3. Simplified12.5

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

    4. Taylor expanded around -inf 9.0

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

    5. Simplified9.0

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

    if 1696.6957773721008 < x.im

    1. Initial program 39.8

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

    2. Taylor expanded around 0 14.7

      \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \color{blue}{\left(\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re + y.im \cdot \log x.im\right)}\]
  3. Recombined 4 regimes into one program.

  4. Final simplification12.4

    \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;x.im \le -2.209331859078387 \cdot 10^{+134}:\\ \;\;\;\;e^{y.re \cdot \log \left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right) - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \left(\left(\sqrt[3]{\sin \left(\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re + y.im \cdot \log \left(-x.re\right)\right)} \cdot \sqrt[3]{\sin \left(\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re + y.im \cdot \log \left(-x.re\right)\right)}\right) \cdot \sqrt[3]{\sin \left(\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re + y.im \cdot \log \left(-x.re\right)\right)}\right)\\ \mathbf{elif}\;x.im \le -4.513889911404149 \cdot 10^{+98}:\\ \;\;\;\;e^{y.re \cdot \log \left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right) - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(\log \left(\sqrt{\sqrt[3]{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}} \cdot \left|\sqrt[3]{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right|\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)\\ \mathbf{elif}\;x.im \le 1696.6957773721008:\\ \;\;\;\;e^{\log \left(-x.re\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \sin \left(\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re + y.im \cdot \log \left(-x.re\right)\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\left(\log x.im \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \cdot e^{y.re \cdot \log \left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right) - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}\\ \end{array}\]

Reproduce

herbie shell --seed 2019100 
(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)))))