Average Error: 1.0 → 0.1
Time: 4.2s
Precision: binary64
\[2 \cdot \cos \left(\frac{2 \cdot \pi}{3} + \frac{\cos^{-1} \left(\frac{-g}{h}\right)}{3}\right) \]
\[\begin{array}{l} t_0 := \log \left(\sqrt[3]{e^{\cos \left(\mathsf{fma}\left(0.6666666666666666, \pi, \frac{\cos^{-1} \left(-\frac{g}{h}\right)}{3}\right)\right)}}\right)\\ 2 \cdot \left(t_0 + 2 \cdot t_0\right) \end{array} \]
2 \cdot \cos \left(\frac{2 \cdot \pi}{3} + \frac{\cos^{-1} \left(\frac{-g}{h}\right)}{3}\right)
\begin{array}{l}
t_0 := \log \left(\sqrt[3]{e^{\cos \left(\mathsf{fma}\left(0.6666666666666666, \pi, \frac{\cos^{-1} \left(-\frac{g}{h}\right)}{3}\right)\right)}}\right)\\
2 \cdot \left(t_0 + 2 \cdot t_0\right)
\end{array}
(FPCore (g h)
 :precision binary64
 (* 2.0 (cos (+ (/ (* 2.0 PI) 3.0) (/ (acos (/ (- g) h)) 3.0)))))
(FPCore (g h)
 :precision binary64
 (let* ((t_0
         (log
          (cbrt
           (exp
            (cos (fma 0.6666666666666666 PI (/ (acos (- (/ g h))) 3.0))))))))
   (* 2.0 (+ t_0 (* 2.0 t_0)))))
double code(double g, double h) {
	return 2.0 * cos(((2.0 * ((double) M_PI)) / 3.0) + (acos(-g / h) / 3.0));
}
double code(double g, double h) {
	double t_0 = log(cbrt(exp(cos(fma(0.6666666666666666, ((double) M_PI), (acos(-(g / h)) / 3.0))))));
	return 2.0 * (t_0 + (2.0 * t_0));
}

Error

Bits error versus g

Bits error versus h

Derivation

  1. Initial program 1.0

    \[2 \cdot \cos \left(\frac{2 \cdot \pi}{3} + \frac{\cos^{-1} \left(\frac{-g}{h}\right)}{3}\right) \]
  2. Simplified1.0

    \[\leadsto \color{blue}{2 \cdot \cos \left(\mathsf{fma}\left(\pi, 0.6666666666666666, \frac{\cos^{-1} \left(\frac{-g}{h}\right)}{3}\right)\right)} \]
  3. Applied add-log-exp_binary641.0

    \[\leadsto 2 \cdot \color{blue}{\log \left(e^{\cos \left(\mathsf{fma}\left(\pi, 0.6666666666666666, \frac{\cos^{-1} \left(\frac{-g}{h}\right)}{3}\right)\right)}\right)} \]
  4. Applied add-cube-cbrt_binary640.1

    \[\leadsto 2 \cdot \log \color{blue}{\left(\left(\sqrt[3]{e^{\cos \left(\mathsf{fma}\left(\pi, 0.6666666666666666, \frac{\cos^{-1} \left(\frac{-g}{h}\right)}{3}\right)\right)}} \cdot \sqrt[3]{e^{\cos \left(\mathsf{fma}\left(\pi, 0.6666666666666666, \frac{\cos^{-1} \left(\frac{-g}{h}\right)}{3}\right)\right)}}\right) \cdot \sqrt[3]{e^{\cos \left(\mathsf{fma}\left(\pi, 0.6666666666666666, \frac{\cos^{-1} \left(\frac{-g}{h}\right)}{3}\right)\right)}}\right)} \]
  5. Applied log-prod_binary640.1

    \[\leadsto 2 \cdot \color{blue}{\left(\log \left(\sqrt[3]{e^{\cos \left(\mathsf{fma}\left(\pi, 0.6666666666666666, \frac{\cos^{-1} \left(\frac{-g}{h}\right)}{3}\right)\right)}} \cdot \sqrt[3]{e^{\cos \left(\mathsf{fma}\left(\pi, 0.6666666666666666, \frac{\cos^{-1} \left(\frac{-g}{h}\right)}{3}\right)\right)}}\right) + \log \left(\sqrt[3]{e^{\cos \left(\mathsf{fma}\left(\pi, 0.6666666666666666, \frac{\cos^{-1} \left(\frac{-g}{h}\right)}{3}\right)\right)}}\right)\right)} \]
  6. Simplified0.1

    \[\leadsto 2 \cdot \left(\color{blue}{\log \left(\sqrt[3]{e^{\cos \left(\mathsf{fma}\left(0.6666666666666666, \pi, \frac{\cos^{-1} \left(-\frac{g}{h}\right)}{3}\right)\right)}}\right) \cdot 2} + \log \left(\sqrt[3]{e^{\cos \left(\mathsf{fma}\left(\pi, 0.6666666666666666, \frac{\cos^{-1} \left(\frac{-g}{h}\right)}{3}\right)\right)}}\right)\right) \]
  7. Simplified0.1

    \[\leadsto 2 \cdot \left(\log \left(\sqrt[3]{e^{\cos \left(\mathsf{fma}\left(0.6666666666666666, \pi, \frac{\cos^{-1} \left(-\frac{g}{h}\right)}{3}\right)\right)}}\right) \cdot 2 + \color{blue}{\log \left(\sqrt[3]{e^{\cos \left(\mathsf{fma}\left(0.6666666666666666, \pi, \frac{\cos^{-1} \left(-\frac{g}{h}\right)}{3}\right)\right)}}\right)}\right) \]
  8. Final simplification0.1

    \[\leadsto 2 \cdot \left(\log \left(\sqrt[3]{e^{\cos \left(\mathsf{fma}\left(0.6666666666666666, \pi, \frac{\cos^{-1} \left(-\frac{g}{h}\right)}{3}\right)\right)}}\right) + 2 \cdot \log \left(\sqrt[3]{e^{\cos \left(\mathsf{fma}\left(0.6666666666666666, \pi, \frac{\cos^{-1} \left(-\frac{g}{h}\right)}{3}\right)\right)}}\right)\right) \]

Reproduce

herbie shell --seed 2022055 
(FPCore (g h)
  :name "2-ancestry mixing, negative discriminant"
  :precision binary64
  (* 2.0 (cos (+ (/ (* 2.0 PI) 3.0) (/ (acos (/ (- g) h)) 3.0)))))