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Precision: binary32
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\[\left(\left(-1 \leq sinTheta_O \land sinTheta_O \leq 1\right) \land \left(-1 \leq h \land h \leq 1\right)\right) \land \left(0 \leq eta \land eta \leq 10\right)\]
\[\sin^{-1} \left(\frac{h}{\sqrt{eta \cdot eta - \frac{sinTheta_O \cdot sinTheta_O}{\sqrt{1 - sinTheta_O \cdot sinTheta_O}}}}\right) \]
\[\sin^{-1} \left(\frac{h}{\sqrt{eta - sinTheta_O}} \cdot {\left(eta + sinTheta_O\right)}^{-0.5}\right) \]
(FPCore (sinTheta_O h eta)
 :precision binary32
 (asin
  (/
   h
   (sqrt
    (-
     (* eta eta)
     (/
      (* sinTheta_O sinTheta_O)
      (sqrt (- 1.0 (* sinTheta_O sinTheta_O)))))))))
(FPCore (sinTheta_O h eta)
 :precision binary32
 (asin (* (/ h (sqrt (- eta sinTheta_O))) (pow (+ eta sinTheta_O) -0.5))))
float code(float sinTheta_O, float h, float eta) {
	return asinf((h / sqrtf(((eta * eta) - ((sinTheta_O * sinTheta_O) / sqrtf((1.0f - (sinTheta_O * sinTheta_O))))))));
}
float code(float sinTheta_O, float h, float eta) {
	return asinf(((h / sqrtf((eta - sinTheta_O))) * powf((eta + sinTheta_O), -0.5f)));
}
real(4) function code(sintheta_o, h, eta)
    real(4), intent (in) :: sintheta_o
    real(4), intent (in) :: h
    real(4), intent (in) :: eta
    code = asin((h / sqrt(((eta * eta) - ((sintheta_o * sintheta_o) / sqrt((1.0e0 - (sintheta_o * sintheta_o))))))))
end function
real(4) function code(sintheta_o, h, eta)
    real(4), intent (in) :: sintheta_o
    real(4), intent (in) :: h
    real(4), intent (in) :: eta
    code = asin(((h / sqrt((eta - sintheta_o))) * ((eta + sintheta_o) ** (-0.5e0))))
end function
function code(sinTheta_O, h, eta)
	return asin(Float32(h / sqrt(Float32(Float32(eta * eta) - Float32(Float32(sinTheta_O * sinTheta_O) / sqrt(Float32(Float32(1.0) - Float32(sinTheta_O * sinTheta_O))))))))
end
function code(sinTheta_O, h, eta)
	return asin(Float32(Float32(h / sqrt(Float32(eta - sinTheta_O))) * (Float32(eta + sinTheta_O) ^ Float32(-0.5))))
end
function tmp = code(sinTheta_O, h, eta)
	tmp = asin((h / sqrt(((eta * eta) - ((sinTheta_O * sinTheta_O) / sqrt((single(1.0) - (sinTheta_O * sinTheta_O))))))));
end
function tmp = code(sinTheta_O, h, eta)
	tmp = asin(((h / sqrt((eta - sinTheta_O))) * ((eta + sinTheta_O) ^ single(-0.5))));
end
\sin^{-1} \left(\frac{h}{\sqrt{eta \cdot eta - \frac{sinTheta_O \cdot sinTheta_O}{\sqrt{1 - sinTheta_O \cdot sinTheta_O}}}}\right)
\sin^{-1} \left(\frac{h}{\sqrt{eta - sinTheta_O}} \cdot {\left(eta + sinTheta_O\right)}^{-0.5}\right)

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Derivation?

  1. Initial program 2.6

    \[\sin^{-1} \left(\frac{h}{\sqrt{eta \cdot eta - \frac{sinTheta_O \cdot sinTheta_O}{\sqrt{1 - sinTheta_O \cdot sinTheta_O}}}}\right) \]
  2. Taylor expanded in sinTheta_O around 0 2.6

    \[\leadsto \sin^{-1} \left(\frac{h}{\sqrt{\color{blue}{{eta}^{2} + -1 \cdot {sinTheta_O}^{2}}}}\right) \]
  3. Simplified2.6

    \[\leadsto \sin^{-1} \left(\frac{h}{\sqrt{\color{blue}{eta \cdot eta - sinTheta_O \cdot sinTheta_O}}}\right) \]
    Proof

    [Start]2.6

    \[ \sin^{-1} \left(\frac{h}{\sqrt{{eta}^{2} + -1 \cdot {sinTheta_O}^{2}}}\right) \]

    unpow2 [=>]2.6

    \[ \sin^{-1} \left(\frac{h}{\sqrt{\color{blue}{eta \cdot eta} + -1 \cdot {sinTheta_O}^{2}}}\right) \]

    mul-1-neg [=>]2.6

    \[ \sin^{-1} \left(\frac{h}{\sqrt{eta \cdot eta + \color{blue}{\left(-{sinTheta_O}^{2}\right)}}}\right) \]

    unsub-neg [=>]2.6

    \[ \sin^{-1} \left(\frac{h}{\sqrt{\color{blue}{eta \cdot eta - {sinTheta_O}^{2}}}}\right) \]

    unpow2 [=>]2.6

    \[ \sin^{-1} \left(\frac{h}{\sqrt{eta \cdot eta - \color{blue}{sinTheta_O \cdot sinTheta_O}}}\right) \]
  4. Applied egg-rr0.5

    \[\leadsto \sin^{-1} \left(\frac{h}{\color{blue}{\sqrt{eta + sinTheta_O} \cdot \sqrt{eta - sinTheta_O}}}\right) \]
  5. Simplified0.5

    \[\leadsto \sin^{-1} \left(\frac{h}{\color{blue}{\sqrt{sinTheta_O + eta} \cdot \sqrt{eta - sinTheta_O}}}\right) \]
    Proof

    [Start]0.5

    \[ \sin^{-1} \left(\frac{h}{\sqrt{eta + sinTheta_O} \cdot \sqrt{eta - sinTheta_O}}\right) \]

    +-commutative [=>]0.5

    \[ \sin^{-1} \left(\frac{h}{\sqrt{\color{blue}{sinTheta_O + eta}} \cdot \sqrt{eta - sinTheta_O}}\right) \]
  6. Applied egg-rr0.6

    \[\leadsto \sin^{-1} \color{blue}{\left(\frac{h}{\sqrt{sinTheta_O + eta}} \cdot \frac{1}{\sqrt{eta - sinTheta_O}}\right)} \]
  7. Simplified0.6

    \[\leadsto \sin^{-1} \color{blue}{\left(\frac{\frac{h}{\sqrt{eta + sinTheta_O}}}{\sqrt{eta - sinTheta_O}}\right)} \]
    Proof

    [Start]0.6

    \[ \sin^{-1} \left(\frac{h}{\sqrt{sinTheta_O + eta}} \cdot \frac{1}{\sqrt{eta - sinTheta_O}}\right) \]

    *-commutative [=>]0.6

    \[ \sin^{-1} \color{blue}{\left(\frac{1}{\sqrt{eta - sinTheta_O}} \cdot \frac{h}{\sqrt{sinTheta_O + eta}}\right)} \]

    associate-*l/ [=>]0.6

    \[ \sin^{-1} \color{blue}{\left(\frac{1 \cdot \frac{h}{\sqrt{sinTheta_O + eta}}}{\sqrt{eta - sinTheta_O}}\right)} \]

    *-lft-identity [=>]0.6

    \[ \sin^{-1} \left(\frac{\color{blue}{\frac{h}{\sqrt{sinTheta_O + eta}}}}{\sqrt{eta - sinTheta_O}}\right) \]

    +-commutative [=>]0.6

    \[ \sin^{-1} \left(\frac{\frac{h}{\sqrt{\color{blue}{eta + sinTheta_O}}}}{\sqrt{eta - sinTheta_O}}\right) \]
  8. Applied egg-rr0.5

    \[\leadsto \sin^{-1} \color{blue}{\left(\frac{h}{\sqrt{eta - sinTheta_O}} \cdot {\left(eta + sinTheta_O\right)}^{-0.5}\right)} \]
  9. Final simplification0.5

    \[\leadsto \sin^{-1} \left(\frac{h}{\sqrt{eta - sinTheta_O}} \cdot {\left(eta + sinTheta_O\right)}^{-0.5}\right) \]

Alternatives

Alternative 1
Error0.8
Cost3552
\[\sin^{-1} \left(\frac{h}{eta + -0.5 \cdot \frac{sinTheta_O \cdot sinTheta_O}{eta}}\right) \]
Alternative 2
Error0.7
Cost3552
\[\sin^{-1} \left(\frac{h}{eta - \left(sinTheta_O \cdot 0.5\right) \cdot \frac{sinTheta_O}{eta}}\right) \]
Alternative 3
Error1.5
Cost3296
\[\sin^{-1} \left(\frac{h}{eta}\right) \]

Error

Reproduce?

herbie shell --seed 2023046 
(FPCore (sinTheta_O h eta)
  :name "HairBSDF, gamma for a refracted ray"
  :precision binary32
  :pre (and (and (and (<= -1.0 sinTheta_O) (<= sinTheta_O 1.0)) (and (<= -1.0 h) (<= h 1.0))) (and (<= 0.0 eta) (<= eta 10.0)))
  (asin (/ h (sqrt (- (* eta eta) (/ (* sinTheta_O sinTheta_O) (sqrt (- 1.0 (* sinTheta_O sinTheta_O)))))))))