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Precision: 64
\[\left(0.5 \cdot \cos re\right) \cdot \left(e^{0 - im} - e^{im}\right)\]
\[\left(\cos re \cdot \left(-2 \cdot 0.5\right)\right) \cdot im - \cos re \cdot (\left({im}^{5}\right) \cdot 0.008333333333333333 + \left(\left(im \cdot im\right) \cdot \left(0.16666666666666666 \cdot im\right)\right))_*\]

Error

Bits error versus re

Bits error versus im

Target

Original58.1
Target0.3
Herbie0.8
\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;\left|im\right| \lt 1:\\ \;\;\;\;-\cos re \cdot \left(\left(im + \left(\left(\frac{1}{6} \cdot im\right) \cdot im\right) \cdot im\right) + \left(\left(\left(\left(\frac{1}{120} \cdot im\right) \cdot im\right) \cdot im\right) \cdot im\right) \cdot im\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\left(0.5 \cdot \cos re\right) \cdot \left(e^{0 - im} - e^{im}\right)\\ \end{array}\]

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 0.8

    \[\leadsto \left(0.5 \cdot \cos re\right) \cdot \color{blue}{\left(-\left(\frac{1}{3} \cdot {im}^{3} + \left(\frac{1}{60} \cdot {im}^{5} + 2 \cdot im\right)\right)\right)}\]
  3. Simplified0.8

    \[\leadsto \left(0.5 \cdot \cos re\right) \cdot \color{blue}{(\left({im}^{5}\right) \cdot \frac{-1}{60} + \left(im \cdot \left(\left(im \cdot \frac{-1}{3}\right) \cdot im - 2\right)\right))_*}\]
  4. Using strategy rm
  5. Applied add-sqr-sqrt1.9

    \[\leadsto \left(0.5 \cdot \cos re\right) \cdot (\left({im}^{5}\right) \cdot \frac{-1}{60} + \left(im \cdot \left(\left(im \cdot \frac{-1}{3}\right) \cdot im - \color{blue}{\sqrt{2} \cdot \sqrt{2}}\right)\right))_*\]
  6. Applied prod-diff1.9

    \[\leadsto \left(0.5 \cdot \cos re\right) \cdot (\left({im}^{5}\right) \cdot \frac{-1}{60} + \left(im \cdot \color{blue}{\left((\left(im \cdot \frac{-1}{3}\right) \cdot im + \left(-\sqrt{2} \cdot \sqrt{2}\right))_* + (\left(-\sqrt{2}\right) \cdot \left(\sqrt{2}\right) + \left(\sqrt{2} \cdot \sqrt{2}\right))_*\right)}\right))_*\]
  7. Applied distribute-rgt-in1.4

    \[\leadsto \left(0.5 \cdot \cos re\right) \cdot (\left({im}^{5}\right) \cdot \frac{-1}{60} + \color{blue}{\left((\left(im \cdot \frac{-1}{3}\right) \cdot im + \left(-\sqrt{2} \cdot \sqrt{2}\right))_* \cdot im + (\left(-\sqrt{2}\right) \cdot \left(\sqrt{2}\right) + \left(\sqrt{2} \cdot \sqrt{2}\right))_* \cdot im\right)})_*\]
  8. Simplified1.9

    \[\leadsto \left(0.5 \cdot \cos re\right) \cdot (\left({im}^{5}\right) \cdot \frac{-1}{60} + \left((\left(im \cdot \frac{-1}{3}\right) \cdot im + \left(-\sqrt{2} \cdot \sqrt{2}\right))_* \cdot im + \color{blue}{0}\right))_*\]
  9. Taylor expanded around -inf 1.9

    \[\leadsto \color{blue}{-\left(0.5 \cdot \left({\left(\sqrt{2}\right)}^{2} \cdot \left(im \cdot \cos re\right)\right) + \left(0.16666666666666666 \cdot \left({im}^{3} \cdot \cos re\right) + 0.008333333333333333 \cdot \left({im}^{5} \cdot \cos re\right)\right)\right)}\]
  10. Simplified0.8

    \[\leadsto \color{blue}{\left(\left(-2 \cdot 0.5\right) \cdot \cos re\right) \cdot im - (\left({im}^{5}\right) \cdot 0.008333333333333333 + \left(\left(im \cdot 0.16666666666666666\right) \cdot \left(im \cdot im\right)\right))_* \cdot \cos re}\]
  11. Final simplification0.8

    \[\leadsto \left(\cos re \cdot \left(-2 \cdot 0.5\right)\right) \cdot im - \cos re \cdot (\left({im}^{5}\right) \cdot 0.008333333333333333 + \left(\left(im \cdot im\right) \cdot \left(0.16666666666666666 \cdot im\right)\right))_*\]

Reproduce

herbie shell --seed 2019100 +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))))