bug500, discussion (missed optimization)

Percentage Accurate: 53.1% → 97.9%

Time: 20.9s

Alternatives: 7

Speedup: 40.6×

• could not determine a ground truth

  1. x = 4.553160975749398e+110

Specification

Math

\[\begin{array}{l} \\ \log \left(\frac{\sinh x}{x}\right) \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x) :precision binary64 (log (/ (sinh x) x)))

C

double code(double x) {
	return log((sinh(x) / x));
}

Fortran

real(8) function code(x)
    real(8), intent (in) :: x
    code = log((sinh(x) / x))
end function

Java

public static double code(double x) {
	return Math.log((Math.sinh(x) / x));
}

Python

def code(x):
	return math.log((math.sinh(x) / x))

Julia

function code(x)
	return log(Float64(sinh(x) / x))
end

MATLAB

function tmp = code(x)
	tmp = log((sinh(x) / x));
end

Wolfram

code[x_] := N[Log[N[(N[Sinh[x], $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]

Initial Program: 53.1% accurate, 1.0× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \log \left(\frac{\sinh x}{x}\right) \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x) :precision binary64 (log (/ (sinh x) x)))

C

double code(double x) {
	return log((sinh(x) / x));
}

Fortran

real(8) function code(x)
    real(8), intent (in) :: x
    code = log((sinh(x) / x))
end function

Java

public static double code(double x) {
	return Math.log((Math.sinh(x) / x));
}

Python

def code(x):
	return math.log((math.sinh(x) / x))

Julia

function code(x)
	return log(Float64(sinh(x) / x))
end

MATLAB

function tmp = code(x)
	tmp = log((sinh(x) / x));
end

Wolfram

code[x_] := N[Log[N[(N[Sinh[x], $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]

Alternative 1: 97.9% accurate, 0.6× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} t_0 := \frac{\sinh x}{x}\\ \mathbf{if}\;t\_0 \leq 1.00001:\\ \;\;\;\;-0.005555555555555556 \cdot {x}^{4} + 0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\log t\_0\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x)
 :precision binary64
 (let* ((t_0 (/ (sinh x) x)))
   (if (<= t_0 1.00001)
     (+
      (* -0.005555555555555556 (pow x 4.0))
      (* 0.16666666666666666 (pow x 2.0)))
     (log t_0))))

C

double code(double x) {
	double t_0 = sinh(x) / x;
	double tmp;
	if (t_0 <= 1.00001) {
		tmp = (-0.005555555555555556 * pow(x, 4.0)) + (0.16666666666666666 * pow(x, 2.0));
	} else {
		tmp = log(t_0);
	}
	return tmp;
}

Fortran

real(8) function code(x)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8) :: t_0
    real(8) :: tmp
    t_0 = sinh(x) / x
    if (t_0 <= 1.00001d0) then
        tmp = ((-0.005555555555555556d0) * (x ** 4.0d0)) + (0.16666666666666666d0 * (x ** 2.0d0))
    else
        tmp = log(t_0)
    end if
    code = tmp
end function

Java

public static double code(double x) {
	double t_0 = Math.sinh(x) / x;
	double tmp;
	if (t_0 <= 1.00001) {
		tmp = (-0.005555555555555556 * Math.pow(x, 4.0)) + (0.16666666666666666 * Math.pow(x, 2.0));
	} else {
		tmp = Math.log(t_0);
	}
	return tmp;
}

Python

def code(x):
	t_0 = math.sinh(x) / x
	tmp = 0
	if t_0 <= 1.00001:
		tmp = (-0.005555555555555556 * math.pow(x, 4.0)) + (0.16666666666666666 * math.pow(x, 2.0))
	else:
		tmp = math.log(t_0)
	return tmp

Julia

function code(x)
	t_0 = Float64(sinh(x) / x)
	tmp = 0.0
	if (t_0 <= 1.00001)
		tmp = Float64(Float64(-0.005555555555555556 * (x ^ 4.0)) + Float64(0.16666666666666666 * (x ^ 2.0)));
	else
		tmp = log(t_0);
	end
	return tmp
end

MATLAB

function tmp_2 = code(x)
	t_0 = sinh(x) / x;
	tmp = 0.0;
	if (t_0 <= 1.00001)
		tmp = (-0.005555555555555556 * (x ^ 4.0)) + (0.16666666666666666 * (x ^ 2.0));
	else
		tmp = log(t_0);
	end
	tmp_2 = tmp;
end

Wolfram

code[x_] := Block[{t$95$0 = N[(N[Sinh[x], $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision]}, If[LessEqual[t$95$0, 1.00001], N[(N[(-0.005555555555555556 * N[Power[x, 4.0], $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + N[(0.16666666666666666 * N[Power[x, 2.0], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[Log[t$95$0], $MachinePrecision]]]

Derivation

1. Split input into 2 regimes

2. if (/.f64 (sinh.f64 x) x) < 1.0000100000000001

   1. Initial program 57.9%

      \[\log \left(\frac{\sinh x}{x}\right) \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in x around 0 99.7%

      \[\leadsto \color{blue}{-0.005555555555555556 \cdot {x}^{4} + 0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}} \]

   if 1.0000100000000001 < (/.f64 (sinh.f64 x) x)

   1. Initial program 64.3%

      \[\log \left(\frac{\sinh x}{x}\right) \]
   2. Add Preprocessing
3. Recombined 2 regimes into one program.

4. Final simplification 98.5%

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\frac{\sinh x}{x} \leq 1.00001:\\ \;\;\;\;-0.005555555555555556 \cdot {x}^{4} + 0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\log \left(\frac{\sinh x}{x}\right)\\ \end{array} \]
5. Add Preprocessing

Alternative 2: 97.2% accurate, 0.5× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ -0.005555555555555556 \cdot {x}^{4} + \left(0.0003527336860670194 \cdot {x}^{6} + x \cdot \left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \left(x \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)\right)\right) \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x)
 :precision binary64
 (+
  (* -0.005555555555555556 (pow x 4.0))
  (+
   (* 0.0003527336860670194 (pow x 6.0))
   (* x (* (sqrt 0.16666666666666666) (* x (sqrt 0.16666666666666666)))))))

C

double code(double x) {
	return (-0.005555555555555556 * pow(x, 4.0)) + ((0.0003527336860670194 * pow(x, 6.0)) + (x * (sqrt(0.16666666666666666) * (x * sqrt(0.16666666666666666)))));
}

Fortran

real(8) function code(x)
    real(8), intent (in) :: x
    code = ((-0.005555555555555556d0) * (x ** 4.0d0)) + ((0.0003527336860670194d0 * (x ** 6.0d0)) + (x * (sqrt(0.16666666666666666d0) * (x * sqrt(0.16666666666666666d0)))))
end function

Java

public static double code(double x) {
	return (-0.005555555555555556 * Math.pow(x, 4.0)) + ((0.0003527336860670194 * Math.pow(x, 6.0)) + (x * (Math.sqrt(0.16666666666666666) * (x * Math.sqrt(0.16666666666666666)))));
}

Python

def code(x):
	return (-0.005555555555555556 * math.pow(x, 4.0)) + ((0.0003527336860670194 * math.pow(x, 6.0)) + (x * (math.sqrt(0.16666666666666666) * (x * math.sqrt(0.16666666666666666)))))

Julia

function code(x)
	return Float64(Float64(-0.005555555555555556 * (x ^ 4.0)) + Float64(Float64(0.0003527336860670194 * (x ^ 6.0)) + Float64(x * Float64(sqrt(0.16666666666666666) * Float64(x * sqrt(0.16666666666666666))))))
end

MATLAB

function tmp = code(x)
	tmp = (-0.005555555555555556 * (x ^ 4.0)) + ((0.0003527336860670194 * (x ^ 6.0)) + (x * (sqrt(0.16666666666666666) * (x * sqrt(0.16666666666666666)))));
end

Wolfram

code[x_] := N[(N[(-0.005555555555555556 * N[Power[x, 4.0], $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + N[(N[(0.0003527336860670194 * N[Power[x, 6.0], $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + N[(x * N[(N[Sqrt[0.16666666666666666], $MachinePrecision] * N[(x * N[Sqrt[0.16666666666666666], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]

Derivation

1. Initial program 58.1%

   \[\log \left(\frac{\sinh x}{x}\right) \]
2. Add Preprocessing

3. Taylor expanded in x around 0 97.3%

   \[\leadsto \color{blue}{-0.005555555555555556 \cdot {x}^{4} + \left(0.0003527336860670194 \cdot {x}^{6} + 0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}\right)} \]
4. Step-by-step derivation

   1. add-sqr-sqrt 96.1%

      \[\leadsto \color{blue}{\sqrt{0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}} \cdot \sqrt{0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}}} \]

   2. pow2 96.1%

      \[\leadsto \color{blue}{{\left(\sqrt{0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}}\right)}^{2}} \]

   3. *-commutative 96.1%

      \[\leadsto {\left(\sqrt{\color{blue}{{x}^{2} \cdot 0.16666666666666666}}\right)}^{2} \]

   4. sqrt-prod 96.2%

      \[\leadsto {\color{blue}{\left(\sqrt{{x}^{2}} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)}}^{2} \]

   5. unpow2 96.2%

      \[\leadsto {\left(\sqrt{\color{blue}{x \cdot x}} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)}^{2} \]

   6. sqrt-prod 44.2%

      \[\leadsto {\left(\color{blue}{\left(\sqrt{x} \cdot \sqrt{x}\right)} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)}^{2} \]

   7. add-sqr-sqrt 96.2%

      \[\leadsto {\left(\color{blue}{x} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)}^{2} \]

5. Applied egg-rr 97.2%

   \[\leadsto -0.005555555555555556 \cdot {x}^{4} + \left(0.0003527336860670194 \cdot {x}^{6} + \color{blue}{{\left(x \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)}^{2}}\right) \]
6. Step-by-step derivation

   1. unpow2 96.2%

      \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \left(x \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)} \]

   2. *-commutative 96.2%

      \[\leadsto \left(x \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \color{blue}{\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot x\right)} \]

   3. associate-*r* 96.4%

      \[\leadsto \color{blue}{\left(\left(x \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot x} \]

7. Applied egg-rr 97.4%

   \[\leadsto -0.005555555555555556 \cdot {x}^{4} + \left(0.0003527336860670194 \cdot {x}^{6} + \color{blue}{\left(\left(x \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot x}\right) \]

8. Final simplification 97.4%

   \[\leadsto -0.005555555555555556 \cdot {x}^{4} + \left(0.0003527336860670194 \cdot {x}^{6} + x \cdot \left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \left(x \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)\right)\right) \]
9. Add Preprocessing

Alternative 3: 97.5% accurate, 0.6× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\frac{\sinh x}{x} \leq 1.00000001:\\ \;\;\;\;x \cdot \left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \left(x \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\log \left(\sinh x \cdot \frac{1}{x}\right)\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x)
 :precision binary64
 (if (<= (/ (sinh x) x) 1.00000001)
   (* x (* (sqrt 0.16666666666666666) (* x (sqrt 0.16666666666666666))))
   (log (* (sinh x) (/ 1.0 x)))))

C

double code(double x) {
	double tmp;
	if ((sinh(x) / x) <= 1.00000001) {
		tmp = x * (sqrt(0.16666666666666666) * (x * sqrt(0.16666666666666666)));
	} else {
		tmp = log((sinh(x) * (1.0 / x)));
	}
	return tmp;
}

Fortran

real(8) function code(x)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8) :: tmp
    if ((sinh(x) / x) <= 1.00000001d0) then
        tmp = x * (sqrt(0.16666666666666666d0) * (x * sqrt(0.16666666666666666d0)))
    else
        tmp = log((sinh(x) * (1.0d0 / x)))
    end if
    code = tmp
end function

Java

public static double code(double x) {
	double tmp;
	if ((Math.sinh(x) / x) <= 1.00000001) {
		tmp = x * (Math.sqrt(0.16666666666666666) * (x * Math.sqrt(0.16666666666666666)));
	} else {
		tmp = Math.log((Math.sinh(x) * (1.0 / x)));
	}
	return tmp;
}

Python

def code(x):
	tmp = 0
	if (math.sinh(x) / x) <= 1.00000001:
		tmp = x * (math.sqrt(0.16666666666666666) * (x * math.sqrt(0.16666666666666666)))
	else:
		tmp = math.log((math.sinh(x) * (1.0 / x)))
	return tmp

Julia

function code(x)
	tmp = 0.0
	if (Float64(sinh(x) / x) <= 1.00000001)
		tmp = Float64(x * Float64(sqrt(0.16666666666666666) * Float64(x * sqrt(0.16666666666666666))));
	else
		tmp = log(Float64(sinh(x) * Float64(1.0 / x)));
	end
	return tmp
end

MATLAB

function tmp_2 = code(x)
	tmp = 0.0;
	if ((sinh(x) / x) <= 1.00000001)
		tmp = x * (sqrt(0.16666666666666666) * (x * sqrt(0.16666666666666666)));
	else
		tmp = log((sinh(x) * (1.0 / x)));
	end
	tmp_2 = tmp;
end

Wolfram

code[x_] := If[LessEqual[N[(N[Sinh[x], $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision], 1.00000001], N[(x * N[(N[Sqrt[0.16666666666666666], $MachinePrecision] * N[(x * N[Sqrt[0.16666666666666666], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[Log[N[(N[Sinh[x], $MachinePrecision] * N[(1.0 / x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]]

Derivation

1. Split input into 2 regimes

2. if (/.f64 (sinh.f64 x) x) < 1.0000000099999999

   1. Initial program 57.8%

      \[\log \left(\frac{\sinh x}{x}\right) \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in x around 0 99.4%

      \[\leadsto \color{blue}{0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. add-sqr-sqrt 99.2%

         \[\leadsto \color{blue}{\sqrt{0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}} \cdot \sqrt{0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}}} \]

      2. pow2 99.2%

         \[\leadsto \color{blue}{{\left(\sqrt{0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}}\right)}^{2}} \]

      3. *-commutative 99.2%

         \[\leadsto {\left(\sqrt{\color{blue}{{x}^{2} \cdot 0.16666666666666666}}\right)}^{2} \]

      4. sqrt-prod 99.3%

         \[\leadsto {\color{blue}{\left(\sqrt{{x}^{2}} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)}}^{2} \]

      5. unpow2 99.3%

         \[\leadsto {\left(\sqrt{\color{blue}{x \cdot x}} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)}^{2} \]

      6. sqrt-prod 45.3%

         \[\leadsto {\left(\color{blue}{\left(\sqrt{x} \cdot \sqrt{x}\right)} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)}^{2} \]

      7. add-sqr-sqrt 99.3%

         \[\leadsto {\left(\color{blue}{x} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)}^{2} \]

   5. Applied egg-rr 99.3%

      \[\leadsto \color{blue}{{\left(x \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)}^{2}} \]
   6. Step-by-step derivation

      1. unpow2 99.3%

         \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \left(x \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)} \]

      2. *-commutative 99.3%

         \[\leadsto \left(x \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \color{blue}{\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot x\right)} \]

      3. associate-*r* 99.4%

         \[\leadsto \color{blue}{\left(\left(x \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot x} \]

   7. Applied egg-rr 99.4%

      \[\leadsto \color{blue}{\left(\left(x \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot x} \]

   if 1.0000000099999999 < (/.f64 (sinh.f64 x) x)

   1. Initial program 64.9%

      \[\log \left(\frac{\sinh x}{x}\right) \]
   2. Add Preprocessing
   3. Step-by-step derivation

      1. clear-num 64.9%

         \[\leadsto \log \color{blue}{\left(\frac{1}{\frac{x}{\sinh x}}\right)} \]

      2. associate-/r/ 65.4%

         \[\leadsto \log \color{blue}{\left(\frac{1}{x} \cdot \sinh x\right)} \]

   4. Applied egg-rr 65.4%

      \[\leadsto \log \color{blue}{\left(\frac{1}{x} \cdot \sinh x\right)} \]
3. Recombined 2 regimes into one program.

4. Final simplification 98.0%

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\frac{\sinh x}{x} \leq 1.00000001:\\ \;\;\;\;x \cdot \left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \left(x \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\log \left(\sinh x \cdot \frac{1}{x}\right)\\ \end{array} \]
5. Add Preprocessing

Alternative 4: 97.5% accurate, 0.7× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\frac{\sinh x}{x} \leq 1.00000001:\\ \;\;\;\;x \cdot \left(x \cdot 0.16666666666666666\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\log \left(\sinh x \cdot \frac{1}{x}\right)\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x)
 :precision binary64
 (if (<= (/ (sinh x) x) 1.00000001)
   (* x (* x 0.16666666666666666))
   (log (* (sinh x) (/ 1.0 x)))))

C

double code(double x) {
	double tmp;
	if ((sinh(x) / x) <= 1.00000001) {
		tmp = x * (x * 0.16666666666666666);
	} else {
		tmp = log((sinh(x) * (1.0 / x)));
	}
	return tmp;
}

Fortran

real(8) function code(x)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8) :: tmp
    if ((sinh(x) / x) <= 1.00000001d0) then
        tmp = x * (x * 0.16666666666666666d0)
    else
        tmp = log((sinh(x) * (1.0d0 / x)))
    end if
    code = tmp
end function

Java

public static double code(double x) {
	double tmp;
	if ((Math.sinh(x) / x) <= 1.00000001) {
		tmp = x * (x * 0.16666666666666666);
	} else {
		tmp = Math.log((Math.sinh(x) * (1.0 / x)));
	}
	return tmp;
}

Python

def code(x):
	tmp = 0
	if (math.sinh(x) / x) <= 1.00000001:
		tmp = x * (x * 0.16666666666666666)
	else:
		tmp = math.log((math.sinh(x) * (1.0 / x)))
	return tmp

Julia

function code(x)
	tmp = 0.0
	if (Float64(sinh(x) / x) <= 1.00000001)
		tmp = Float64(x * Float64(x * 0.16666666666666666));
	else
		tmp = log(Float64(sinh(x) * Float64(1.0 / x)));
	end
	return tmp
end

MATLAB

function tmp_2 = code(x)
	tmp = 0.0;
	if ((sinh(x) / x) <= 1.00000001)
		tmp = x * (x * 0.16666666666666666);
	else
		tmp = log((sinh(x) * (1.0 / x)));
	end
	tmp_2 = tmp;
end

Wolfram

code[x_] := If[LessEqual[N[(N[Sinh[x], $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision], 1.00000001], N[(x * N[(x * 0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[Log[N[(N[Sinh[x], $MachinePrecision] * N[(1.0 / x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]]

Derivation

1. Split input into 2 regimes

2. if (/.f64 (sinh.f64 x) x) < 1.0000000099999999

   1. Initial program 57.8%

      \[\log \left(\frac{\sinh x}{x}\right) \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in x around 0 99.4%

      \[\leadsto \color{blue}{0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. add-cbrt-cube 66.6%

         \[\leadsto \color{blue}{\sqrt[3]{\left(\left(0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}\right) \cdot \left(0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}\right)\right) \cdot \left(0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}\right)}} \]

      2. pow1/3 66.1%

         \[\leadsto \color{blue}{{\left(\left(\left(0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}\right) \cdot \left(0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}\right)\right) \cdot \left(0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}\right)\right)}^{0.3333333333333333}} \]

      3. pow3 66.1%

         \[\leadsto {\color{blue}{\left({\left(0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}\right)}^{3}\right)}}^{0.3333333333333333} \]

      4. *-commutative 66.1%

         \[\leadsto {\left({\color{blue}{\left({x}^{2} \cdot 0.16666666666666666\right)}}^{3}\right)}^{0.3333333333333333} \]

      5. unpow-prod-down 66.1%

         \[\leadsto {\color{blue}{\left({\left({x}^{2}\right)}^{3} \cdot {0.16666666666666666}^{3}\right)}}^{0.3333333333333333} \]

      6. unpow2 66.1%

         \[\leadsto {\left({\color{blue}{\left(x \cdot x\right)}}^{3} \cdot {0.16666666666666666}^{3}\right)}^{0.3333333333333333} \]

      7. pow-prod-down 66.1%

         \[\leadsto {\left(\color{blue}{\left({x}^{3} \cdot {x}^{3}\right)} \cdot {0.16666666666666666}^{3}\right)}^{0.3333333333333333} \]

      8. pow-sqr 66.1%

         \[\leadsto {\left(\color{blue}{{x}^{\left(2 \cdot 3\right)}} \cdot {0.16666666666666666}^{3}\right)}^{0.3333333333333333} \]

      9. metadata-eval 66.1%

         \[\leadsto {\left({x}^{\color{blue}{6}} \cdot {0.16666666666666666}^{3}\right)}^{0.3333333333333333} \]

      10. metadata-eval 66.1%

          \[\leadsto {\left({x}^{6} \cdot \color{blue}{0.004629629629629629}\right)}^{0.3333333333333333} \]

   5. Applied egg-rr 66.1%

      \[\leadsto \color{blue}{{\left({x}^{6} \cdot 0.004629629629629629\right)}^{0.3333333333333333}} \]
   6. Step-by-step derivation

      1. unpow1/3 66.6%

         \[\leadsto \color{blue}{\sqrt[3]{{x}^{6} \cdot 0.004629629629629629}} \]

   7. Simplified 66.6%

      \[\leadsto \color{blue}{\sqrt[3]{{x}^{6} \cdot 0.004629629629629629}} \]
   8. Step-by-step derivation

      1. cbrt-prod 66.7%

         \[\leadsto \color{blue}{\sqrt[3]{{x}^{6}} \cdot \sqrt[3]{0.004629629629629629}} \]

      2. metadata-eval 66.7%

         \[\leadsto \sqrt[3]{{x}^{\color{blue}{\left(3 + 3\right)}}} \cdot \sqrt[3]{0.004629629629629629} \]

      3. pow-prod-up 66.7%

         \[\leadsto \sqrt[3]{\color{blue}{{x}^{3} \cdot {x}^{3}}} \cdot \sqrt[3]{0.004629629629629629} \]

      4. pow-prod-down 66.7%

         \[\leadsto \sqrt[3]{\color{blue}{{\left(x \cdot x\right)}^{3}}} \cdot \sqrt[3]{0.004629629629629629} \]

      5. unpow2 66.7%

         \[\leadsto \sqrt[3]{{\color{blue}{\left({x}^{2}\right)}}^{3}} \cdot \sqrt[3]{0.004629629629629629} \]

      6. pow3 66.7%

         \[\leadsto \sqrt[3]{\color{blue}{\left({x}^{2} \cdot {x}^{2}\right) \cdot {x}^{2}}} \cdot \sqrt[3]{0.004629629629629629} \]

      7. add-cbrt-cube 99.4%

         \[\leadsto \color{blue}{{x}^{2}} \cdot \sqrt[3]{0.004629629629629629} \]

      8. unpow2 99.4%

         \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot \sqrt[3]{0.004629629629629629} \]

      9. metadata-eval 99.4%

         \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\color{blue}{0.027777777777777776 \cdot 0.16666666666666666}} \]

      10. metadata-eval 99.4%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\color{blue}{\left(0.16666666666666666 \cdot 0.16666666666666666\right)} \cdot 0.16666666666666666} \]

      11. metadata-eval 99.4%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\color{blue}{{0.16666666666666666}^{1}} \cdot 0.16666666666666666\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

      12. metadata-eval 99.4%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left({0.16666666666666666}^{\color{blue}{\left(0.5 + 0.5\right)}} \cdot 0.16666666666666666\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

      13. pow-prod-up 99.4%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\color{blue}{\left({0.16666666666666666}^{0.5} \cdot {0.16666666666666666}^{0.5}\right)} \cdot 0.16666666666666666\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

      14. pow1/2 99.4%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\color{blue}{\sqrt{0.16666666666666666}} \cdot {0.16666666666666666}^{0.5}\right) \cdot 0.16666666666666666\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

      15. pow1/2 99.4%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \color{blue}{\sqrt{0.16666666666666666}}\right) \cdot 0.16666666666666666\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

      16. metadata-eval 99.4%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \color{blue}{{0.16666666666666666}^{1}}\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

      17. metadata-eval 99.4%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot {0.16666666666666666}^{\color{blue}{\left(0.5 + 0.5\right)}}\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

      18. pow-prod-up 99.4%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \color{blue}{\left({0.16666666666666666}^{0.5} \cdot {0.16666666666666666}^{0.5}\right)}\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

      19. pow1/2 99.4%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \left(\color{blue}{\sqrt{0.16666666666666666}} \cdot {0.16666666666666666}^{0.5}\right)\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

      20. pow1/2 99.4%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \color{blue}{\sqrt{0.16666666666666666}}\right)\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

      21. metadata-eval 99.4%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)\right) \cdot \color{blue}{{0.16666666666666666}^{1}}} \]

      22. metadata-eval 99.4%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)\right) \cdot {0.16666666666666666}^{\color{blue}{\left(0.5 + 0.5\right)}}} \]

      23. pow-prod-up 99.4%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)\right) \cdot \color{blue}{\left({0.16666666666666666}^{0.5} \cdot {0.16666666666666666}^{0.5}\right)}} \]

      24. pow1/2 99.4%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)\right) \cdot \left(\color{blue}{\sqrt{0.16666666666666666}} \cdot {0.16666666666666666}^{0.5}\right)} \]

      25. pow1/2 99.4%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)\right) \cdot \left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \color{blue}{\sqrt{0.16666666666666666}}\right)} \]

   9. Applied egg-rr 99.4%

      \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot 0.16666666666666666\right) \cdot x} \]

   if 1.0000000099999999 < (/.f64 (sinh.f64 x) x)

   1. Initial program 64.9%

      \[\log \left(\frac{\sinh x}{x}\right) \]
   2. Add Preprocessing
   3. Step-by-step derivation

      1. clear-num 64.9%

         \[\leadsto \log \color{blue}{\left(\frac{1}{\frac{x}{\sinh x}}\right)} \]

      2. associate-/r/ 65.4%

         \[\leadsto \log \color{blue}{\left(\frac{1}{x} \cdot \sinh x\right)} \]

   4. Applied egg-rr 65.4%

      \[\leadsto \log \color{blue}{\left(\frac{1}{x} \cdot \sinh x\right)} \]
3. Recombined 2 regimes into one program.

4. Final simplification 98.0%

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\frac{\sinh x}{x} \leq 1.00000001:\\ \;\;\;\;x \cdot \left(x \cdot 0.16666666666666666\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\log \left(\sinh x \cdot \frac{1}{x}\right)\\ \end{array} \]
5. Add Preprocessing

Alternative 5: 97.5% accurate, 0.7× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} t_0 := \frac{\sinh x}{x}\\ \mathbf{if}\;t\_0 \leq 1.0000002:\\ \;\;\;\;x \cdot \left(x \cdot 0.16666666666666666\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\log t\_0\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x)
 :precision binary64
 (let* ((t_0 (/ (sinh x) x)))
   (if (<= t_0 1.0000002) (* x (* x 0.16666666666666666)) (log t_0))))

C

double code(double x) {
	double t_0 = sinh(x) / x;
	double tmp;
	if (t_0 <= 1.0000002) {
		tmp = x * (x * 0.16666666666666666);
	} else {
		tmp = log(t_0);
	}
	return tmp;
}

Fortran

real(8) function code(x)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8) :: t_0
    real(8) :: tmp
    t_0 = sinh(x) / x
    if (t_0 <= 1.0000002d0) then
        tmp = x * (x * 0.16666666666666666d0)
    else
        tmp = log(t_0)
    end if
    code = tmp
end function

Java

public static double code(double x) {
	double t_0 = Math.sinh(x) / x;
	double tmp;
	if (t_0 <= 1.0000002) {
		tmp = x * (x * 0.16666666666666666);
	} else {
		tmp = Math.log(t_0);
	}
	return tmp;
}

Python

def code(x):
	t_0 = math.sinh(x) / x
	tmp = 0
	if t_0 <= 1.0000002:
		tmp = x * (x * 0.16666666666666666)
	else:
		tmp = math.log(t_0)
	return tmp

Julia

function code(x)
	t_0 = Float64(sinh(x) / x)
	tmp = 0.0
	if (t_0 <= 1.0000002)
		tmp = Float64(x * Float64(x * 0.16666666666666666));
	else
		tmp = log(t_0);
	end
	return tmp
end

MATLAB

function tmp_2 = code(x)
	t_0 = sinh(x) / x;
	tmp = 0.0;
	if (t_0 <= 1.0000002)
		tmp = x * (x * 0.16666666666666666);
	else
		tmp = log(t_0);
	end
	tmp_2 = tmp;
end

Wolfram

code[x_] := Block[{t$95$0 = N[(N[Sinh[x], $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision]}, If[LessEqual[t$95$0, 1.0000002], N[(x * N[(x * 0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[Log[t$95$0], $MachinePrecision]]]

Derivation

1. Split input into 2 regimes

2. if (/.f64 (sinh.f64 x) x) < 1.00000019999999989

   1. Initial program 57.9%

      \[\log \left(\frac{\sinh x}{x}\right) \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in x around 0 99.2%

      \[\leadsto \color{blue}{0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. add-cbrt-cube 66.6%

         \[\leadsto \color{blue}{\sqrt[3]{\left(\left(0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}\right) \cdot \left(0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}\right)\right) \cdot \left(0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}\right)}} \]

      2. pow1/3 66.0%

         \[\leadsto \color{blue}{{\left(\left(\left(0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}\right) \cdot \left(0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}\right)\right) \cdot \left(0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}\right)\right)}^{0.3333333333333333}} \]

      3. pow3 66.0%

         \[\leadsto {\color{blue}{\left({\left(0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}\right)}^{3}\right)}}^{0.3333333333333333} \]

      4. *-commutative 66.0%

         \[\leadsto {\left({\color{blue}{\left({x}^{2} \cdot 0.16666666666666666\right)}}^{3}\right)}^{0.3333333333333333} \]

      5. unpow-prod-down 66.0%

         \[\leadsto {\color{blue}{\left({\left({x}^{2}\right)}^{3} \cdot {0.16666666666666666}^{3}\right)}}^{0.3333333333333333} \]

      6. unpow2 66.0%

         \[\leadsto {\left({\color{blue}{\left(x \cdot x\right)}}^{3} \cdot {0.16666666666666666}^{3}\right)}^{0.3333333333333333} \]

      7. pow-prod-down 66.0%

         \[\leadsto {\left(\color{blue}{\left({x}^{3} \cdot {x}^{3}\right)} \cdot {0.16666666666666666}^{3}\right)}^{0.3333333333333333} \]

      8. pow-sqr 66.0%

         \[\leadsto {\left(\color{blue}{{x}^{\left(2 \cdot 3\right)}} \cdot {0.16666666666666666}^{3}\right)}^{0.3333333333333333} \]

      9. metadata-eval 66.0%

         \[\leadsto {\left({x}^{\color{blue}{6}} \cdot {0.16666666666666666}^{3}\right)}^{0.3333333333333333} \]

      10. metadata-eval 66.0%

          \[\leadsto {\left({x}^{6} \cdot \color{blue}{0.004629629629629629}\right)}^{0.3333333333333333} \]

   5. Applied egg-rr 66.0%

      \[\leadsto \color{blue}{{\left({x}^{6} \cdot 0.004629629629629629\right)}^{0.3333333333333333}} \]
   6. Step-by-step derivation

      1. unpow1/3 66.6%

         \[\leadsto \color{blue}{\sqrt[3]{{x}^{6} \cdot 0.004629629629629629}} \]

   7. Simplified 66.6%

      \[\leadsto \color{blue}{\sqrt[3]{{x}^{6} \cdot 0.004629629629629629}} \]
   8. Step-by-step derivation

      1. cbrt-prod 66.6%

         \[\leadsto \color{blue}{\sqrt[3]{{x}^{6}} \cdot \sqrt[3]{0.004629629629629629}} \]

      2. metadata-eval 66.6%

         \[\leadsto \sqrt[3]{{x}^{\color{blue}{\left(3 + 3\right)}}} \cdot \sqrt[3]{0.004629629629629629} \]

      3. pow-prod-up 66.6%

         \[\leadsto \sqrt[3]{\color{blue}{{x}^{3} \cdot {x}^{3}}} \cdot \sqrt[3]{0.004629629629629629} \]

      4. pow-prod-down 66.7%

         \[\leadsto \sqrt[3]{\color{blue}{{\left(x \cdot x\right)}^{3}}} \cdot \sqrt[3]{0.004629629629629629} \]

      5. unpow2 66.7%

         \[\leadsto \sqrt[3]{{\color{blue}{\left({x}^{2}\right)}}^{3}} \cdot \sqrt[3]{0.004629629629629629} \]

      6. pow3 66.6%

         \[\leadsto \sqrt[3]{\color{blue}{\left({x}^{2} \cdot {x}^{2}\right) \cdot {x}^{2}}} \cdot \sqrt[3]{0.004629629629629629} \]

      7. add-cbrt-cube 99.2%

         \[\leadsto \color{blue}{{x}^{2}} \cdot \sqrt[3]{0.004629629629629629} \]

      8. unpow2 99.2%

         \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot \sqrt[3]{0.004629629629629629} \]

      9. metadata-eval 99.2%

         \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\color{blue}{0.027777777777777776 \cdot 0.16666666666666666}} \]

      10. metadata-eval 99.2%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\color{blue}{\left(0.16666666666666666 \cdot 0.16666666666666666\right)} \cdot 0.16666666666666666} \]

      11. metadata-eval 99.2%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\color{blue}{{0.16666666666666666}^{1}} \cdot 0.16666666666666666\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

      12. metadata-eval 99.2%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left({0.16666666666666666}^{\color{blue}{\left(0.5 + 0.5\right)}} \cdot 0.16666666666666666\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

      13. pow-prod-up 99.2%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\color{blue}{\left({0.16666666666666666}^{0.5} \cdot {0.16666666666666666}^{0.5}\right)} \cdot 0.16666666666666666\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

      14. pow1/2 99.2%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\color{blue}{\sqrt{0.16666666666666666}} \cdot {0.16666666666666666}^{0.5}\right) \cdot 0.16666666666666666\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

      15. pow1/2 99.2%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \color{blue}{\sqrt{0.16666666666666666}}\right) \cdot 0.16666666666666666\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

      16. metadata-eval 99.2%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \color{blue}{{0.16666666666666666}^{1}}\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

      17. metadata-eval 99.2%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot {0.16666666666666666}^{\color{blue}{\left(0.5 + 0.5\right)}}\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

      18. pow-prod-up 99.2%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \color{blue}{\left({0.16666666666666666}^{0.5} \cdot {0.16666666666666666}^{0.5}\right)}\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

      19. pow1/2 99.2%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \left(\color{blue}{\sqrt{0.16666666666666666}} \cdot {0.16666666666666666}^{0.5}\right)\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

      20. pow1/2 99.2%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \color{blue}{\sqrt{0.16666666666666666}}\right)\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

      21. metadata-eval 99.2%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)\right) \cdot \color{blue}{{0.16666666666666666}^{1}}} \]

      22. metadata-eval 99.2%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)\right) \cdot {0.16666666666666666}^{\color{blue}{\left(0.5 + 0.5\right)}}} \]

      23. pow-prod-up 99.2%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)\right) \cdot \color{blue}{\left({0.16666666666666666}^{0.5} \cdot {0.16666666666666666}^{0.5}\right)}} \]

      24. pow1/2 99.2%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)\right) \cdot \left(\color{blue}{\sqrt{0.16666666666666666}} \cdot {0.16666666666666666}^{0.5}\right)} \]

      25. pow1/2 99.2%

          \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)\right) \cdot \left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \color{blue}{\sqrt{0.16666666666666666}}\right)} \]

   9. Applied egg-rr 99.3%

      \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot 0.16666666666666666\right) \cdot x} \]

   if 1.00000019999999989 < (/.f64 (sinh.f64 x) x)

   1. Initial program 65.4%

      \[\log \left(\frac{\sinh x}{x}\right) \]
   2. Add Preprocessing
3. Recombined 2 regimes into one program.

4. Final simplification 98.0%

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\frac{\sinh x}{x} \leq 1.0000002:\\ \;\;\;\;x \cdot \left(x \cdot 0.16666666666666666\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\log \left(\frac{\sinh x}{x}\right)\\ \end{array} \]
5. Add Preprocessing

Alternative 6: 97.2% accurate, 0.9× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ -0.005555555555555556 \cdot {x}^{4} + \left(0.0003527336860670194 \cdot {x}^{6} + x \cdot \left(x \cdot 0.16666666666666666\right)\right) \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x)
 :precision binary64
 (+
  (* -0.005555555555555556 (pow x 4.0))
  (+ (* 0.0003527336860670194 (pow x 6.0)) (* x (* x 0.16666666666666666)))))

C

double code(double x) {
	return (-0.005555555555555556 * pow(x, 4.0)) + ((0.0003527336860670194 * pow(x, 6.0)) + (x * (x * 0.16666666666666666)));
}

Fortran

real(8) function code(x)
    real(8), intent (in) :: x
    code = ((-0.005555555555555556d0) * (x ** 4.0d0)) + ((0.0003527336860670194d0 * (x ** 6.0d0)) + (x * (x * 0.16666666666666666d0)))
end function

Java

public static double code(double x) {
	return (-0.005555555555555556 * Math.pow(x, 4.0)) + ((0.0003527336860670194 * Math.pow(x, 6.0)) + (x * (x * 0.16666666666666666)));
}

Python

def code(x):
	return (-0.005555555555555556 * math.pow(x, 4.0)) + ((0.0003527336860670194 * math.pow(x, 6.0)) + (x * (x * 0.16666666666666666)))

Julia

function code(x)
	return Float64(Float64(-0.005555555555555556 * (x ^ 4.0)) + Float64(Float64(0.0003527336860670194 * (x ^ 6.0)) + Float64(x * Float64(x * 0.16666666666666666))))
end

MATLAB

function tmp = code(x)
	tmp = (-0.005555555555555556 * (x ^ 4.0)) + ((0.0003527336860670194 * (x ^ 6.0)) + (x * (x * 0.16666666666666666)));
end

Wolfram

code[x_] := N[(N[(-0.005555555555555556 * N[Power[x, 4.0], $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + N[(N[(0.0003527336860670194 * N[Power[x, 6.0], $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + N[(x * N[(x * 0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]

Derivation

1. Initial program 58.1%

   \[\log \left(\frac{\sinh x}{x}\right) \]
2. Add Preprocessing

3. Taylor expanded in x around 0 97.3%

   \[\leadsto \color{blue}{-0.005555555555555556 \cdot {x}^{4} + \left(0.0003527336860670194 \cdot {x}^{6} + 0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}\right)} \]
4. Step-by-step derivation

   1. add-sqr-sqrt 96.1%

      \[\leadsto \color{blue}{\sqrt{0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}} \cdot \sqrt{0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}}} \]

   2. pow2 96.1%

      \[\leadsto \color{blue}{{\left(\sqrt{0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}}\right)}^{2}} \]

   3. *-commutative 96.1%

      \[\leadsto {\left(\sqrt{\color{blue}{{x}^{2} \cdot 0.16666666666666666}}\right)}^{2} \]

   4. sqrt-prod 96.2%

      \[\leadsto {\color{blue}{\left(\sqrt{{x}^{2}} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)}}^{2} \]

   5. unpow2 96.2%

      \[\leadsto {\left(\sqrt{\color{blue}{x \cdot x}} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)}^{2} \]

   6. sqrt-prod 44.2%

      \[\leadsto {\left(\color{blue}{\left(\sqrt{x} \cdot \sqrt{x}\right)} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)}^{2} \]

   7. add-sqr-sqrt 96.2%

      \[\leadsto {\left(\color{blue}{x} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)}^{2} \]

5. Applied egg-rr 97.2%

   \[\leadsto -0.005555555555555556 \cdot {x}^{4} + \left(0.0003527336860670194 \cdot {x}^{6} + \color{blue}{{\left(x \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)}^{2}}\right) \]
6. Step-by-step derivation

   1. *-commutative 97.2%

      \[\leadsto -0.005555555555555556 \cdot {x}^{4} + \left(0.0003527336860670194 \cdot {x}^{6} + {\color{blue}{\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot x\right)}}^{2}\right) \]

   2. unpow-prod-down 97.3%

      \[\leadsto -0.005555555555555556 \cdot {x}^{4} + \left(0.0003527336860670194 \cdot {x}^{6} + \color{blue}{{\left(\sqrt{0.16666666666666666}\right)}^{2} \cdot {x}^{2}}\right) \]

   3. unpow2 97.3%

      \[\leadsto -0.005555555555555556 \cdot {x}^{4} + \left(0.0003527336860670194 \cdot {x}^{6} + {\left(\sqrt{0.16666666666666666}\right)}^{2} \cdot \color{blue}{\left(x \cdot x\right)}\right) \]

   4. associate-*r* 97.4%

      \[\leadsto -0.005555555555555556 \cdot {x}^{4} + \left(0.0003527336860670194 \cdot {x}^{6} + \color{blue}{\left({\left(\sqrt{0.16666666666666666}\right)}^{2} \cdot x\right) \cdot x}\right) \]

   5. pow1/2 97.4%

      \[\leadsto -0.005555555555555556 \cdot {x}^{4} + \left(0.0003527336860670194 \cdot {x}^{6} + \left({\color{blue}{\left({0.16666666666666666}^{0.5}\right)}}^{2} \cdot x\right) \cdot x\right) \]

   6. pow-pow 97.4%

      \[\leadsto -0.005555555555555556 \cdot {x}^{4} + \left(0.0003527336860670194 \cdot {x}^{6} + \left(\color{blue}{{0.16666666666666666}^{\left(0.5 \cdot 2\right)}} \cdot x\right) \cdot x\right) \]

   7. metadata-eval 97.4%

      \[\leadsto -0.005555555555555556 \cdot {x}^{4} + \left(0.0003527336860670194 \cdot {x}^{6} + \left({0.16666666666666666}^{\color{blue}{1}} \cdot x\right) \cdot x\right) \]

   8. metadata-eval 97.4%

      \[\leadsto -0.005555555555555556 \cdot {x}^{4} + \left(0.0003527336860670194 \cdot {x}^{6} + \left(\color{blue}{0.16666666666666666} \cdot x\right) \cdot x\right) \]

7. Applied egg-rr 97.4%

   \[\leadsto -0.005555555555555556 \cdot {x}^{4} + \left(0.0003527336860670194 \cdot {x}^{6} + \color{blue}{\left(0.16666666666666666 \cdot x\right) \cdot x}\right) \]

8. Final simplification 97.4%

   \[\leadsto -0.005555555555555556 \cdot {x}^{4} + \left(0.0003527336860670194 \cdot {x}^{6} + x \cdot \left(x \cdot 0.16666666666666666\right)\right) \]
9. Add Preprocessing

Alternative 7: 96.6% accurate, 40.6× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ x \cdot \left(x \cdot 0.16666666666666666\right) \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x) :precision binary64 (* x (* x 0.16666666666666666)))

C

double code(double x) {
	return x * (x * 0.16666666666666666);
}

Fortran

real(8) function code(x)
    real(8), intent (in) :: x
    code = x * (x * 0.16666666666666666d0)
end function

Java

public static double code(double x) {
	return x * (x * 0.16666666666666666);
}

Python

def code(x):
	return x * (x * 0.16666666666666666)

Julia

function code(x)
	return Float64(x * Float64(x * 0.16666666666666666))
end

MATLAB

function tmp = code(x)
	tmp = x * (x * 0.16666666666666666);
end

Wolfram

code[x_] := N[(x * N[(x * 0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]

Derivation

1. Initial program 58.1%

   \[\log \left(\frac{\sinh x}{x}\right) \]
2. Add Preprocessing

3. Taylor expanded in x around 0 96.3%

   \[\leadsto \color{blue}{0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}} \]
4. Step-by-step derivation

   1. add-cbrt-cube 65.0%

      \[\leadsto \color{blue}{\sqrt[3]{\left(\left(0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}\right) \cdot \left(0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}\right)\right) \cdot \left(0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}\right)}} \]

   2. pow1/3 64.5%

      \[\leadsto \color{blue}{{\left(\left(\left(0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}\right) \cdot \left(0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}\right)\right) \cdot \left(0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}\right)\right)}^{0.3333333333333333}} \]

   3. pow3 64.5%

      \[\leadsto {\color{blue}{\left({\left(0.16666666666666666 \cdot {x}^{2}\right)}^{3}\right)}}^{0.3333333333333333} \]

   4. *-commutative 64.5%

      \[\leadsto {\left({\color{blue}{\left({x}^{2} \cdot 0.16666666666666666\right)}}^{3}\right)}^{0.3333333333333333} \]

   5. unpow-prod-down 64.5%

      \[\leadsto {\color{blue}{\left({\left({x}^{2}\right)}^{3} \cdot {0.16666666666666666}^{3}\right)}}^{0.3333333333333333} \]

   6. unpow2 64.5%

      \[\leadsto {\left({\color{blue}{\left(x \cdot x\right)}}^{3} \cdot {0.16666666666666666}^{3}\right)}^{0.3333333333333333} \]

   7. pow-prod-down 64.5%

      \[\leadsto {\left(\color{blue}{\left({x}^{3} \cdot {x}^{3}\right)} \cdot {0.16666666666666666}^{3}\right)}^{0.3333333333333333} \]

   8. pow-sqr 64.5%

      \[\leadsto {\left(\color{blue}{{x}^{\left(2 \cdot 3\right)}} \cdot {0.16666666666666666}^{3}\right)}^{0.3333333333333333} \]

   9. metadata-eval 64.5%

      \[\leadsto {\left({x}^{\color{blue}{6}} \cdot {0.16666666666666666}^{3}\right)}^{0.3333333333333333} \]

   10. metadata-eval 64.5%

       \[\leadsto {\left({x}^{6} \cdot \color{blue}{0.004629629629629629}\right)}^{0.3333333333333333} \]

5. Applied egg-rr 64.5%

   \[\leadsto \color{blue}{{\left({x}^{6} \cdot 0.004629629629629629\right)}^{0.3333333333333333}} \]
6. Step-by-step derivation

   1. unpow1/3 65.0%

      \[\leadsto \color{blue}{\sqrt[3]{{x}^{6} \cdot 0.004629629629629629}} \]

7. Simplified 65.0%

   \[\leadsto \color{blue}{\sqrt[3]{{x}^{6} \cdot 0.004629629629629629}} \]
8. Step-by-step derivation

   1. cbrt-prod 65.0%

      \[\leadsto \color{blue}{\sqrt[3]{{x}^{6}} \cdot \sqrt[3]{0.004629629629629629}} \]

   2. metadata-eval 65.0%

      \[\leadsto \sqrt[3]{{x}^{\color{blue}{\left(3 + 3\right)}}} \cdot \sqrt[3]{0.004629629629629629} \]

   3. pow-prod-up 65.0%

      \[\leadsto \sqrt[3]{\color{blue}{{x}^{3} \cdot {x}^{3}}} \cdot \sqrt[3]{0.004629629629629629} \]

   4. pow-prod-down 65.0%

      \[\leadsto \sqrt[3]{\color{blue}{{\left(x \cdot x\right)}^{3}}} \cdot \sqrt[3]{0.004629629629629629} \]

   5. unpow2 65.0%

      \[\leadsto \sqrt[3]{{\color{blue}{\left({x}^{2}\right)}}^{3}} \cdot \sqrt[3]{0.004629629629629629} \]

   6. pow3 65.0%

      \[\leadsto \sqrt[3]{\color{blue}{\left({x}^{2} \cdot {x}^{2}\right) \cdot {x}^{2}}} \cdot \sqrt[3]{0.004629629629629629} \]

   7. add-cbrt-cube 96.3%

      \[\leadsto \color{blue}{{x}^{2}} \cdot \sqrt[3]{0.004629629629629629} \]

   8. unpow2 96.3%

      \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot \sqrt[3]{0.004629629629629629} \]

   9. metadata-eval 96.3%

      \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\color{blue}{0.027777777777777776 \cdot 0.16666666666666666}} \]

   10. metadata-eval 96.3%

       \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\color{blue}{\left(0.16666666666666666 \cdot 0.16666666666666666\right)} \cdot 0.16666666666666666} \]

   11. metadata-eval 96.3%

       \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\color{blue}{{0.16666666666666666}^{1}} \cdot 0.16666666666666666\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

   12. metadata-eval 96.3%

       \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left({0.16666666666666666}^{\color{blue}{\left(0.5 + 0.5\right)}} \cdot 0.16666666666666666\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

   13. pow-prod-up 96.3%

       \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\color{blue}{\left({0.16666666666666666}^{0.5} \cdot {0.16666666666666666}^{0.5}\right)} \cdot 0.16666666666666666\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

   14. pow1/2 96.3%

       \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\color{blue}{\sqrt{0.16666666666666666}} \cdot {0.16666666666666666}^{0.5}\right) \cdot 0.16666666666666666\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

   15. pow1/2 96.3%

       \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \color{blue}{\sqrt{0.16666666666666666}}\right) \cdot 0.16666666666666666\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

   16. metadata-eval 96.3%

       \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \color{blue}{{0.16666666666666666}^{1}}\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

   17. metadata-eval 96.3%

       \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot {0.16666666666666666}^{\color{blue}{\left(0.5 + 0.5\right)}}\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

   18. pow-prod-up 96.3%

       \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \color{blue}{\left({0.16666666666666666}^{0.5} \cdot {0.16666666666666666}^{0.5}\right)}\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

   19. pow1/2 96.3%

       \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \left(\color{blue}{\sqrt{0.16666666666666666}} \cdot {0.16666666666666666}^{0.5}\right)\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

   20. pow1/2 96.3%

       \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \color{blue}{\sqrt{0.16666666666666666}}\right)\right) \cdot 0.16666666666666666} \]

   21. metadata-eval 96.3%

       \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)\right) \cdot \color{blue}{{0.16666666666666666}^{1}}} \]

   22. metadata-eval 96.3%

       \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)\right) \cdot {0.16666666666666666}^{\color{blue}{\left(0.5 + 0.5\right)}}} \]

   23. pow-prod-up 96.3%

       \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)\right) \cdot \color{blue}{\left({0.16666666666666666}^{0.5} \cdot {0.16666666666666666}^{0.5}\right)}} \]

   24. pow1/2 96.3%

       \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)\right) \cdot \left(\color{blue}{\sqrt{0.16666666666666666}} \cdot {0.16666666666666666}^{0.5}\right)} \]

   25. pow1/2 96.3%

       \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \sqrt[3]{\left(\left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right) \cdot \left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \sqrt{0.16666666666666666}\right)\right) \cdot \left(\sqrt{0.16666666666666666} \cdot \color{blue}{\sqrt{0.16666666666666666}}\right)} \]

9. Applied egg-rr 96.4%

   \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot 0.16666666666666666\right) \cdot x} \]

10. Final simplification 96.4%

    \[\leadsto x \cdot \left(x \cdot 0.16666666666666666\right) \]
11. Add Preprocessing

Developer target: 98.0% accurate, 0.5× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\left|x\right| < 0.085:\\ \;\;\;\;\left(x \cdot x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(-2.6455026455026456 \cdot 10^{-5}, x \cdot x, 0.0003527336860670194\right), x \cdot x, -0.005555555555555556\right), x \cdot x, 0.16666666666666666\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\log \left(\frac{\sinh x}{x}\right)\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x)
 :precision binary64
 (if (< (fabs x) 0.085)
   (*
    (* x x)
    (fma
     (fma
      (fma -2.6455026455026456e-5 (* x x) 0.0003527336860670194)
      (* x x)
      -0.005555555555555556)
     (* x x)
     0.16666666666666666))
   (log (/ (sinh x) x))))

C

double code(double x) {
	double tmp;
	if (fabs(x) < 0.085) {
		tmp = (x * x) * fma(fma(fma(-2.6455026455026456e-5, (x * x), 0.0003527336860670194), (x * x), -0.005555555555555556), (x * x), 0.16666666666666666);
	} else {
		tmp = log((sinh(x) / x));
	}
	return tmp;
}

Julia

function code(x)
	tmp = 0.0
	if (abs(x) < 0.085)
		tmp = Float64(Float64(x * x) * fma(fma(fma(-2.6455026455026456e-5, Float64(x * x), 0.0003527336860670194), Float64(x * x), -0.005555555555555556), Float64(x * x), 0.16666666666666666));
	else
		tmp = log(Float64(sinh(x) / x));
	end
	return tmp
end

Wolfram

code[x_] := If[Less[N[Abs[x], $MachinePrecision], 0.085], N[(N[(x * x), $MachinePrecision] * N[(N[(N[(-2.6455026455026456e-5 * N[(x * x), $MachinePrecision] + 0.0003527336860670194), $MachinePrecision] * N[(x * x), $MachinePrecision] + -0.005555555555555556), $MachinePrecision] * N[(x * x), $MachinePrecision] + 0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[Log[N[(N[Sinh[x], $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]]

Reproduce

herbie shell --seed 2024041 
(FPCore (x)
  :name "bug500, discussion (missed optimization)"
  :precision binary64

  :herbie-target
  (if (< (fabs x) 0.085) (* (* x x) (fma (fma (fma -2.6455026455026456e-5 (* x x) 0.0003527336860670194) (* x x) -0.005555555555555556) (* x x) 0.16666666666666666)) (log (/ (sinh x) x)))

  (log (/ (sinh x) x)))