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Precision: 64
\[0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re\right)}\]
\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;im \le -4.31226287577943336 \cdot 10^{124}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(-\left(re + im\right)\right)}\\ \mathbf{elif}\;im \le -1.31798426233677 \cdot 10^{-105}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \frac{im}{\frac{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re}{im}}}\\ \mathbf{elif}\;im \le -5.84508579610625006 \cdot 10^{-260}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(-\left(re + im\right)\right)}\\ \mathbf{elif}\;im \le 3.10359725716777497 \cdot 10^{-130}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(-2 \cdot re\right)}\\ \mathbf{elif}\;im \le 7.78847036828617129 \cdot 10^{89}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \frac{im}{\frac{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re}{im}}}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(im - re\right)}\\ \end{array}\]
0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re\right)}
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;im \le -4.31226287577943336 \cdot 10^{124}:\\
\;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(-\left(re + im\right)\right)}\\

\mathbf{elif}\;im \le -1.31798426233677 \cdot 10^{-105}:\\
\;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \frac{im}{\frac{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re}{im}}}\\

\mathbf{elif}\;im \le -5.84508579610625006 \cdot 10^{-260}:\\
\;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(-\left(re + im\right)\right)}\\

\mathbf{elif}\;im \le 3.10359725716777497 \cdot 10^{-130}:\\
\;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(-2 \cdot re\right)}\\

\mathbf{elif}\;im \le 7.78847036828617129 \cdot 10^{89}:\\
\;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \frac{im}{\frac{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re}{im}}}\\

\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(im - re\right)}\\

\end{array}
double code(double re, double im) {
	return (0.5 * sqrt((2.0 * (sqrt(((re * re) + (im * im))) - re))));
}
double code(double re, double im) {
	double temp;
	if ((im <= -4.312262875779433e+124)) {
		temp = (0.5 * sqrt((2.0 * -(re + im))));
	} else {
		double temp_1;
		if ((im <= -1.3179842623367683e-105)) {
			temp_1 = (0.5 * sqrt((2.0 * (im / ((sqrt(((re * re) + (im * im))) + re) / im)))));
		} else {
			double temp_2;
			if ((im <= -5.84508579610625e-260)) {
				temp_2 = (0.5 * sqrt((2.0 * -(re + im))));
			} else {
				double temp_3;
				if ((im <= 3.103597257167775e-130)) {
					temp_3 = (0.5 * sqrt((2.0 * (-2.0 * re))));
				} else {
					double temp_4;
					if ((im <= 7.788470368286171e+89)) {
						temp_4 = (0.5 * sqrt((2.0 * (im / ((sqrt(((re * re) + (im * im))) + re) / im)))));
					} else {
						temp_4 = (0.5 * sqrt((2.0 * (im - re))));
					}
					temp_3 = temp_4;
				}
				temp_2 = temp_3;
			}
			temp_1 = temp_2;
		}
		temp = temp_1;
	}
	return temp;
}

Error

Bits error versus re

Bits error versus im

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Your Program's Arguments

Results

Enter valid numbers for all inputs

Derivation

  1. Split input into 4 regimes
  2. if im < -4.312262875779433e+124 or -1.3179842623367683e-105 < im < -5.84508579610625e-260

    1. Initial program 49.8

      \[0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re\right)}\]
    2. Using strategy rm
    3. Applied flip--56.9

      \[\leadsto 0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \color{blue}{\frac{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} \cdot \sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re \cdot re}{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re}}}\]
    4. Simplified53.6

      \[\leadsto 0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \frac{\color{blue}{{im}^{2}}}{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re}}\]
    5. Taylor expanded around -inf 25.3

      \[\leadsto 0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \color{blue}{\left(-\left(re + im\right)\right)}}\]

    if -4.312262875779433e+124 < im < -1.3179842623367683e-105 or 3.103597257167775e-130 < im < 7.788470368286171e+89

    1. Initial program 23.7

      \[0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re\right)}\]
    2. Using strategy rm
    3. Applied flip--32.0

      \[\leadsto 0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \color{blue}{\frac{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} \cdot \sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re \cdot re}{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re}}}\]
    4. Simplified24.2

      \[\leadsto 0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \frac{\color{blue}{{im}^{2}}}{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re}}\]
    5. Using strategy rm
    6. Applied unpow224.2

      \[\leadsto 0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \frac{\color{blue}{im \cdot im}}{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re}}\]
    7. Applied associate-/l*24.2

      \[\leadsto 0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \color{blue}{\frac{im}{\frac{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re}{im}}}}\]

    if -5.84508579610625e-260 < im < 3.103597257167775e-130

    1. Initial program 41.2

      \[0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re\right)}\]
    2. Taylor expanded around -inf 36.6

      \[\leadsto 0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \color{blue}{\left(-2 \cdot re\right)}}\]

    if 7.788470368286171e+89 < im

    1. Initial program 49.7

      \[0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re\right)}\]
    2. Taylor expanded around 0 10.6

      \[\leadsto 0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\color{blue}{im} - re\right)}\]
  3. Recombined 4 regimes into one program.
  4. Final simplification24.3

    \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;im \le -4.31226287577943336 \cdot 10^{124}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(-\left(re + im\right)\right)}\\ \mathbf{elif}\;im \le -1.31798426233677 \cdot 10^{-105}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \frac{im}{\frac{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re}{im}}}\\ \mathbf{elif}\;im \le -5.84508579610625006 \cdot 10^{-260}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(-\left(re + im\right)\right)}\\ \mathbf{elif}\;im \le 3.10359725716777497 \cdot 10^{-130}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(-2 \cdot re\right)}\\ \mathbf{elif}\;im \le 7.78847036828617129 \cdot 10^{89}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \frac{im}{\frac{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re}{im}}}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(im - re\right)}\\ \end{array}\]

Reproduce

herbie shell --seed 2020057 
(FPCore (re im)
  :name "math.sqrt on complex, imaginary part, im greater than 0 branch"
  :precision binary64
  (* 0.5 (sqrt (* 2 (- (sqrt (+ (* re re) (* im im))) re)))))