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Precision: binary64
\[0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re\right)}\]
\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;re \le -3.96976657093792319 \cdot 10^{-263}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \left(\sqrt{2} \cdot \left|\frac{im}{\sqrt{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re}}\right|\right)\\ \mathbf{elif}\;re \le 5.0746073328416246 \cdot 10^{77}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im}} \cdot \sqrt{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im}} + re\right)}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(re + re\right)}\\ \end{array}\]
0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re\right)}
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;re \le -3.96976657093792319 \cdot 10^{-263}:\\
\;\;\;\;0.5 \cdot \left(\sqrt{2} \cdot \left|\frac{im}{\sqrt{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re}}\right|\right)\\

\mathbf{elif}\;re \le 5.0746073328416246 \cdot 10^{77}:\\
\;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im}} \cdot \sqrt{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im}} + re\right)}\\

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

\end{array}
double code(double re, double im) {
	return ((double) (0.5 * ((double) sqrt(((double) (2.0 * ((double) (((double) sqrt(((double) (((double) (re * re)) + ((double) (im * im)))))) + re))))))));
}
double code(double re, double im) {
	double VAR;
	if ((re <= -3.969766570937923e-263)) {
		VAR = ((double) (0.5 * ((double) (((double) sqrt(2.0)) * ((double) fabs(((double) (im / ((double) sqrt(((double) (((double) sqrt(((double) (((double) (re * re)) + ((double) (im * im)))))) - re))))))))))));
	} else {
		double VAR_1;
		if ((re <= 5.074607332841625e+77)) {
			VAR_1 = ((double) (0.5 * ((double) sqrt(((double) (2.0 * ((double) (((double) (((double) sqrt(((double) sqrt(((double) (((double) (re * re)) + ((double) (im * im)))))))) * ((double) sqrt(((double) sqrt(((double) (((double) (re * re)) + ((double) (im * im)))))))))) + re))))))));
		} else {
			VAR_1 = ((double) (0.5 * ((double) sqrt(((double) (2.0 * ((double) (re + re))))))));
		}
		VAR = VAR_1;
	}
	return VAR;
}

Error

Bits error versus re

Bits error versus im

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Your Program's Arguments

Results

Enter valid numbers for all inputs

Target

Original38.6
Target33.3
Herbie22.6
\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;re \lt 0.0:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \left(\sqrt{2} \cdot \sqrt{\frac{im \cdot im}{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re}}\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re\right)}\\ \end{array}\]

Derivation

  1. Split input into 3 regimes
  2. if re < -3.969766570937923e-263

    1. Initial program 47.5

      \[0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re\right)}\]
    2. Using strategy rm
    3. Applied flip-+47.4

      \[\leadsto 0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \color{blue}{\frac{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} \cdot \sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re \cdot re}{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re}}}\]
    4. Simplified35.9

      \[\leadsto 0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \frac{\color{blue}{{im}^{2}}}{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re}}\]
    5. Using strategy rm
    6. Applied add-sqr-sqrt36.0

      \[\leadsto 0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \frac{{im}^{2}}{\color{blue}{\sqrt{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re} \cdot \sqrt{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re}}}}\]
    7. Applied add-sqr-sqrt50.6

      \[\leadsto 0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \frac{{\color{blue}{\left(\sqrt{im} \cdot \sqrt{im}\right)}}^{2}}{\sqrt{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re} \cdot \sqrt{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re}}}\]
    8. Applied unpow-prod-down50.6

      \[\leadsto 0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \frac{\color{blue}{{\left(\sqrt{im}\right)}^{2} \cdot {\left(\sqrt{im}\right)}^{2}}}{\sqrt{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re} \cdot \sqrt{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re}}}\]
    9. Applied times-frac49.8

      \[\leadsto 0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \color{blue}{\left(\frac{{\left(\sqrt{im}\right)}^{2}}{\sqrt{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re}} \cdot \frac{{\left(\sqrt{im}\right)}^{2}}{\sqrt{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re}}\right)}}\]
    10. Simplified49.8

      \[\leadsto 0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\color{blue}{\frac{im}{\sqrt{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re}}} \cdot \frac{{\left(\sqrt{im}\right)}^{2}}{\sqrt{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re}}\right)}\]
    11. Simplified34.3

      \[\leadsto 0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\frac{im}{\sqrt{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re}} \cdot \color{blue}{\frac{im}{\sqrt{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re}}}\right)}\]
    12. Using strategy rm
    13. Applied sqrt-prod34.3

      \[\leadsto 0.5 \cdot \color{blue}{\left(\sqrt{2} \cdot \sqrt{\frac{im}{\sqrt{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re}} \cdot \frac{im}{\sqrt{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re}}}\right)}\]
    14. Simplified27.1

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

    if -3.969766570937923e-263 < re < 5.074607332841625e+77

    1. Initial program 22.0

      \[0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re\right)}\]
    2. Using strategy rm
    3. Applied add-sqr-sqrt22.0

      \[\leadsto 0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{\color{blue}{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} \cdot \sqrt{re \cdot re + im \cdot im}}} + re\right)}\]
    4. Applied sqrt-prod22.1

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

    if 5.074607332841625e+77 < re

    1. Initial program 49.2

      \[0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re\right)}\]
    2. Taylor expanded around inf 12.2

      \[\leadsto 0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\color{blue}{re} + re\right)}\]
  3. Recombined 3 regimes into one program.
  4. Final simplification22.6

    \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;re \le -3.96976657093792319 \cdot 10^{-263}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \left(\sqrt{2} \cdot \left|\frac{im}{\sqrt{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re}}\right|\right)\\ \mathbf{elif}\;re \le 5.0746073328416246 \cdot 10^{77}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im}} \cdot \sqrt{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im}} + re\right)}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(re + re\right)}\\ \end{array}\]

Reproduce

herbie shell --seed 2020148 
(FPCore (re im)
  :name "math.sqrt on complex, real part"
  :precision binary64

  :herbie-target
  (if (< re 0.0) (* 0.5 (* (sqrt 2.0) (sqrt (/ (* im im) (- (sqrt (+ (* re re) (* im im))) re))))) (* 0.5 (sqrt (* 2.0 (+ (sqrt (+ (* re re) (* im im))) re)))))

  (* 0.5 (sqrt (* 2.0 (+ (sqrt (+ (* re re) (* im im))) re)))))