Henrywood and Agarwal, Equation (13)

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Time: 11.1s

Precision: binary64

Math

\[\frac{c0}{2 \cdot w} \cdot \left(\frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)} + \sqrt{\frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)} \cdot \frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)} - M \cdot M}\right)\]

↓

\[\begin{array}{l} \mathbf{if}\;\frac{c0}{2 \cdot w} \cdot \left(\frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)} + \sqrt{\frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)} \cdot \frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)} - M \cdot M}\right) \leq 1.3941357099282951 \cdot 10^{+77}:\\ \;\;\;\;\frac{c0}{2 \cdot w} \cdot \left(2 \cdot \frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)}\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;0\\ \end{array}\]

FPCore

(FPCore (c0 w h D d M)
 :precision binary64
 (*
  (/ c0 (* 2.0 w))
  (+
   (/ (* c0 (* d d)) (* (* w h) (* D D)))
   (sqrt
    (-
     (*
      (/ (* c0 (* d d)) (* (* w h) (* D D)))
      (/ (* c0 (* d d)) (* (* w h) (* D D))))
     (* M M))))))

↓

(FPCore (c0 w h D d M)
 :precision binary64
 (if (<=
      (*
       (/ c0 (* 2.0 w))
       (+
        (/ (* c0 (* d d)) (* (* w h) (* D D)))
        (sqrt
         (-
          (*
           (/ (* c0 (* d d)) (* (* w h) (* D D)))
           (/ (* c0 (* d d)) (* (* w h) (* D D))))
          (* M M)))))
      1.3941357099282951e+77)
   (* (/ c0 (* 2.0 w)) (* 2.0 (/ (* c0 (* d d)) (* (* w h) (* D D)))))
   0.0))

C

double code(double c0, double w, double h, double D, double d, double M) {
	return (c0 / (2.0 * w)) * (((c0 * (d * d)) / ((w * h) * (D * D))) + sqrt((((c0 * (d * d)) / ((w * h) * (D * D))) * ((c0 * (d * d)) / ((w * h) * (D * D)))) - (M * M)));
}

↓

double code(double c0, double w, double h, double D, double d, double M) {
	double tmp;
	if (((c0 / (2.0 * w)) * (((c0 * (d * d)) / ((w * h) * (D * D))) + sqrt((((c0 * (d * d)) / ((w * h) * (D * D))) * ((c0 * (d * d)) / ((w * h) * (D * D)))) - (M * M)))) <= 1.3941357099282951e+77) {
		tmp = (c0 / (2.0 * w)) * (2.0 * ((c0 * (d * d)) / ((w * h) * (D * D))));
	} else {
		tmp = 0.0;
	}
	return tmp;
}

Error

Bits error versus c0

Bits error versus w

Bits error versus h

Bits error versus D

Bits error versus d

Bits error versus M

Derivation

1. Split input into 2 regimes

2. if (*.f64 (/.f64 c0 (*.f64 2 w)) (+.f64 (/.f64 (*.f64 c0 (*.f64 d d)) (*.f64 (*.f64 w h) (*.f64 D D))) (sqrt.f64 (-.f64 (*.f64 (/.f64 (*.f64 c0 (*.f64 d d)) (*.f64 (*.f64 w h) (*.f64 D D))) (/.f64 (*.f64 c0 (*.f64 d d)) (*.f64 (*.f64 w h) (*.f64 D D)))) (*.f64 M M))))) < 1.39413570992829513e77

   1. Initial program 35.2

      \[\frac{c0}{2 \cdot w} \cdot \left(\frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)} + \sqrt{\frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)} \cdot \frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)} - M \cdot M}\right)\]
   2. Using strategy rm

   3. Applied flip-+_binary64_1075 53.0

      \[\leadsto \frac{c0}{2 \cdot w} \cdot \color{blue}{\frac{\frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)} \cdot \frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)} - \sqrt{\frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)} \cdot \frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)} - M \cdot M} \cdot \sqrt{\frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)} \cdot \frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)} - M \cdot M}}{\frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)} - \sqrt{\frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)} \cdot \frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)} - M \cdot M}}}\]

   4. Simplified 46.0

      \[\leadsto \frac{c0}{2 \cdot w} \cdot \frac{\color{blue}{M \cdot M}}{\frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)} - \sqrt{\frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)} \cdot \frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)} - M \cdot M}}\]

   5. Simplified 52.5

      \[\leadsto \frac{c0}{2 \cdot w} \cdot \frac{M \cdot M}{\color{blue}{\frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)} - \sqrt{\frac{c0}{w \cdot h} \cdot \frac{{d}^{4} \cdot c0}{{D}^{4} \cdot \left(w \cdot h\right)} - M \cdot M}}}\]

   6. Taylor expanded around 0 40.8

      \[\leadsto \frac{c0}{2 \cdot w} \cdot \color{blue}{\left(2 \cdot \frac{{d}^{2} \cdot c0}{w \cdot \left({D}^{2} \cdot h\right)}\right)}\]

   7. Simplified 38.2

      \[\leadsto \frac{c0}{2 \cdot w} \cdot \color{blue}{\left(\frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)} \cdot 2\right)}\]

   if 1.39413570992829513e77 < (*.f64 (/.f64 c0 (*.f64 2 w)) (+.f64 (/.f64 (*.f64 c0 (*.f64 d d)) (*.f64 (*.f64 w h) (*.f64 D D))) (sqrt.f64 (-.f64 (*.f64 (/.f64 (*.f64 c0 (*.f64 d d)) (*.f64 (*.f64 w h) (*.f64 D D))) (/.f64 (*.f64 c0 (*.f64 d d)) (*.f64 (*.f64 w h) (*.f64 D D)))) (*.f64 M M)))))

   1. Initial program 63.6

      \[\frac{c0}{2 \cdot w} \cdot \left(\frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)} + \sqrt{\frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)} \cdot \frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)} - M \cdot M}\right)\]

   2. Taylor expanded around inf 34.0

      \[\leadsto \frac{c0}{2 \cdot w} \cdot \color{blue}{0}\]
   3. Using strategy rm

   4. Applied mul0-rgt_binary64_1084 29.3

      \[\leadsto \color{blue}{0}\]
3. Recombined 2 regimes into one program.

4. Final simplification 30.6

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\frac{c0}{2 \cdot w} \cdot \left(\frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)} + \sqrt{\frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)} \cdot \frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)} - M \cdot M}\right) \leq 1.3941357099282951 \cdot 10^{+77}:\\ \;\;\;\;\frac{c0}{2 \cdot w} \cdot \left(2 \cdot \frac{c0 \cdot \left(d \cdot d\right)}{\left(w \cdot h\right) \cdot \left(D \cdot D\right)}\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;0\\ \end{array}\]

Reproduce

herbie shell --seed 2020355 
(FPCore (c0 w h D d M)
  :name "Henrywood and Agarwal, Equation (13)"
  :precision binary64
  (* (/ c0 (* 2.0 w)) (+ (/ (* c0 (* d d)) (* (* w h) (* D D))) (sqrt (- (* (/ (* c0 (* d d)) (* (* w h) (* D D))) (/ (* c0 (* d d)) (* (* w h) (* D D)))) (* M M))))))