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Precision: binary64
\[im \gt 0.0\]
\[0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re\right)}\]
↓
\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re \le -2.418646754558629 \cdot 10^{-303}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(im - re\right)}\\ \mathbf{elif}\;\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re \le 0.0:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \frac{im \cdot im}{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re}}\\ \mathbf{elif}\;\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re \le 1.03683647313987849 \cdot 10^{-209}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(im - re\right)}\\ \mathbf{elif}\;\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re \le 2.2208614106115521 \cdot 10^{143}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re\right)}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(im - re\right)}\\ \end{array}\]
0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re\right)}
↓
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re \le -2.418646754558629 \cdot 10^{-303}:\\
\;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(im - re\right)}\\

\mathbf{elif}\;\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re \le 0.0:\\
\;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \frac{im \cdot im}{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re}}\\

\mathbf{elif}\;\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re \le 1.03683647313987849 \cdot 10^{-209}:\\
\;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(im - re\right)}\\

\mathbf{elif}\;\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re \le 2.2208614106115521 \cdot 10^{143}:\\
\;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re\right)}\\

\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(im - 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 ((((double) (((double) sqrt(((double) (((double) (re * re)) + ((double) (im * im)))))) - re)) <= -2.418646754558629e-303)) {
		VAR = ((double) (0.5 * ((double) sqrt(((double) (2.0 * ((double) (im - re))))))));
	} else {
		double VAR_1;
		if ((((double) (((double) sqrt(((double) (((double) (re * re)) + ((double) (im * im)))))) - re)) <= 0.0)) {
			VAR_1 = ((double) (0.5 * ((double) sqrt(((double) (2.0 * ((double) (((double) (im * im)) / ((double) (((double) sqrt(((double) (((double) (re * re)) + ((double) (im * im)))))) + re))))))))));
		} else {
			double VAR_2;
			if ((((double) (((double) sqrt(((double) (((double) (re * re)) + ((double) (im * im)))))) - re)) <= 1.0368364731398785e-209)) {
				VAR_2 = ((double) (0.5 * ((double) sqrt(((double) (2.0 * ((double) (im - re))))))));
			} else {
				double VAR_3;
				if ((((double) (((double) sqrt(((double) (((double) (re * re)) + ((double) (im * im)))))) - re)) <= 2.220861410611552e+143)) {
					VAR_3 = ((double) (0.5 * ((double) sqrt(((double) (2.0 * ((double) (((double) sqrt(((double) (((double) (re * re)) + ((double) (im * im)))))) - re))))))));
				} else {
					VAR_3 = ((double) (0.5 * ((double) sqrt(((double) (2.0 * ((double) (im - re))))))));
				}
				VAR_2 = VAR_3;
			}
			VAR_1 = VAR_2;
		}
		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

Derivation

  1. Split input into 3 regimes

  2. if (- (sqrt (+ (* re re) (* im im))) re) < -2.418646754558629e-303 or 0.0 < (- (sqrt (+ (* re re) (* im im))) re) < 1.03683647313987849e-209 or 2.2208614106115521e143 < (- (sqrt (+ (* re re) (* im im))) re)

    1. Initial program 61.5

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

    2. Taylor expanded around 0 28.6

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

    if -2.418646754558629e-303 < (- (sqrt (+ (* re re) (* im im))) re) < 0.0

    1. Initial program 56.7

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

    3. Applied flip--56.6

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

    4. Simplified31.5

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

    if 1.03683647313987849e-209 < (- (sqrt (+ (* re re) (* im im))) re) < 2.2208614106115521e143

    1. Initial program 1.8

      \[0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re\right)}\]
  3. Recombined 3 regimes into one program.

  4. Final simplification18.6

    \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re \le -2.418646754558629 \cdot 10^{-303}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(im - re\right)}\\ \mathbf{elif}\;\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re \le 0.0:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \frac{im \cdot im}{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re}}\\ \mathbf{elif}\;\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re \le 1.03683647313987849 \cdot 10^{-209}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(im - re\right)}\\ \mathbf{elif}\;\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re \le 2.2208614106115521 \cdot 10^{143}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re\right)}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(im - re\right)}\\ \end{array}\]

Reproduce

herbie shell --seed 2020169 
(FPCore (re im)
  :name "math.sqrt on complex, imaginary part, im greater than 0 branch"
  :precision binary64
  :pre (> im 0.0)
  (* 0.5 (sqrt (* 2.0 (- (sqrt (+ (* re re) (* im im))) re)))))