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Precision: binary64
\[0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re\right)}\]
\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;re \le -7.2138232373590359 \cdot 10^{-267}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \frac{\sqrt{\left(im \cdot im\right) \cdot 2}}{\sqrt{\sqrt{im \cdot im + re \cdot re} - re}}\\ \mathbf{elif}\;re \le 1.2200489554933319 \cdot 10^{-308}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(re + im\right)}\\ \mathbf{elif}\;re \le 1.33456880724823112 \cdot 10^{92}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{re + \sqrt{im \cdot im + re \cdot re}} \cdot \sqrt{re + \sqrt{im \cdot im + re \cdot re}}\right)}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(re + re\right)}\\ \end{array}\]
0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re\right)}
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;re \le -7.2138232373590359 \cdot 10^{-267}:\\
\;\;\;\;0.5 \cdot \frac{\sqrt{\left(im \cdot im\right) \cdot 2}}{\sqrt{\sqrt{im \cdot im + re \cdot re} - re}}\\

\mathbf{elif}\;re \le 1.2200489554933319 \cdot 10^{-308}:\\
\;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(re + im\right)}\\

\mathbf{elif}\;re \le 1.33456880724823112 \cdot 10^{92}:\\
\;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{re + \sqrt{im \cdot im + re \cdot re}} \cdot \sqrt{re + \sqrt{im \cdot im + re \cdot 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 <= -7.213823237359036e-267)) {
		VAR = ((double) (0.5 * ((double) (((double) sqrt(((double) (((double) (im * im)) * 2.0)))) / ((double) sqrt(((double) (((double) sqrt(((double) (((double) (im * im)) + ((double) (re * re)))))) - re))))))));
	} else {
		double VAR_1;
		if ((re <= 1.220048955493332e-308)) {
			VAR_1 = ((double) (0.5 * ((double) sqrt(((double) (2.0 * ((double) (re + im))))))));
		} else {
			double VAR_2;
			if ((re <= 1.334568807248231e+92)) {
				VAR_2 = ((double) (0.5 * ((double) sqrt(((double) (2.0 * ((double) (((double) sqrt(((double) (re + ((double) sqrt(((double) (((double) (im * im)) + ((double) (re * re)))))))))) * ((double) sqrt(((double) (re + ((double) sqrt(((double) (((double) (im * im)) + ((double) (re * re))))))))))))))))));
			} else {
				VAR_2 = ((double) (0.5 * ((double) sqrt(((double) (2.0 * ((double) (re + re))))))));
			}
			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

Target

Original38.8
Target33.6
Herbie26.2
\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;re \lt 0.0:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \left(\sqrt{2} \cdot \sqrt{\frac{im \cdot im}{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re}}\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re\right)}\\ \end{array}\]

Derivation

  1. Split input into 4 regimes
  2. if re < -7.2138232373590359e-267

    1. Initial program 47.1

      \[0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re\right)}\]
    2. Using strategy rm
    3. Applied flip-+47.0

      \[\leadsto 0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \color{blue}{\frac{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} \cdot \sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re \cdot re}{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re}}}\]
    4. Applied associate-*r/47.0

      \[\leadsto 0.5 \cdot \sqrt{\color{blue}{\frac{2 \cdot \left(\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} \cdot \sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re \cdot re\right)}{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re}}}\]
    5. Applied sqrt-div47.1

      \[\leadsto 0.5 \cdot \color{blue}{\frac{\sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} \cdot \sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re \cdot re\right)}}{\sqrt{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} - re}}}\]
    6. Simplified34.9

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

    if -7.2138232373590359e-267 < re < 1.2200489554933319e-308

    1. Initial program 33.2

      \[0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re\right)}\]
    2. Taylor expanded around 0 32.5

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

    if 1.2200489554933319e-308 < re < 1.33456880724823112e92

    1. Initial program 20.6

      \[0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re\right)}\]
    2. Using strategy rm
    3. Applied add-sqr-sqrt20.8

      \[\leadsto 0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \color{blue}{\left(\sqrt{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re} \cdot \sqrt{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re}\right)}}\]
    4. Simplified20.8

      \[\leadsto 0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\color{blue}{\sqrt{re + \sqrt{re \cdot re + im \cdot im}}} \cdot \sqrt{\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re}\right)}\]
    5. Simplified20.8

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

    if 1.33456880724823112e92 < re

    1. Initial program 50.9

      \[0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{re \cdot re + im \cdot im} + re\right)}\]
    2. Taylor expanded around inf 11.4

      \[\leadsto 0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\color{blue}{re} + re\right)}\]
  3. Recombined 4 regimes into one program.
  4. Final simplification26.2

    \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;re \le -7.2138232373590359 \cdot 10^{-267}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \frac{\sqrt{\left(im \cdot im\right) \cdot 2}}{\sqrt{\sqrt{im \cdot im + re \cdot re} - re}}\\ \mathbf{elif}\;re \le 1.2200489554933319 \cdot 10^{-308}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(re + im\right)}\\ \mathbf{elif}\;re \le 1.33456880724823112 \cdot 10^{92}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(\sqrt{re + \sqrt{im \cdot im + re \cdot re}} \cdot \sqrt{re + \sqrt{im \cdot im + re \cdot re}}\right)}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;0.5 \cdot \sqrt{2 \cdot \left(re + re\right)}\\ \end{array}\]

Reproduce

herbie shell --seed 2020184 
(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)))))