powComplex, real part

Percentage Accurate: 40.6% → 76.2%

Time: 19.3s

Alternatives: 15

Speedup: 7.4×

• 34.6% of points produce a very large (infinite) output. You may want to add a precondition.

Specification

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} t_0 := \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right)\\ e^{t\_0 \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(t\_0 \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x.re x.im y.re y.im)
 :precision binary64
 (let* ((t_0 (log (sqrt (+ (* x.re x.re) (* x.im x.im))))))
   (*
    (exp (- (* t_0 y.re) (* (atan2 x.im x.re) y.im)))
    (cos (+ (* t_0 y.im) (* (atan2 x.im x.re) y.re))))))

C

double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double t_0 = log(sqrt(((x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im))));
	return exp(((t_0 * y_46_re) - (atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im))) * cos(((t_0 * y_46_im) + (atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_re)));
}

Fortran

real(8) function code(x_46re, x_46im, y_46re, y_46im)
    real(8), intent (in) :: x_46re
    real(8), intent (in) :: x_46im
    real(8), intent (in) :: y_46re
    real(8), intent (in) :: y_46im
    real(8) :: t_0
    t_0 = log(sqrt(((x_46re * x_46re) + (x_46im * x_46im))))
    code = exp(((t_0 * y_46re) - (atan2(x_46im, x_46re) * y_46im))) * cos(((t_0 * y_46im) + (atan2(x_46im, x_46re) * y_46re)))
end function

Java

public static double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double t_0 = Math.log(Math.sqrt(((x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im))));
	return Math.exp(((t_0 * y_46_re) - (Math.atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im))) * Math.cos(((t_0 * y_46_im) + (Math.atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_re)));
}

Python

def code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im):
	t_0 = math.log(math.sqrt(((x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im))))
	return math.exp(((t_0 * y_46_re) - (math.atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im))) * math.cos(((t_0 * y_46_im) + (math.atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_re)))

Julia

function code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	t_0 = log(sqrt(Float64(Float64(x_46_re * x_46_re) + Float64(x_46_im * x_46_im))))
	return Float64(exp(Float64(Float64(t_0 * y_46_re) - Float64(atan(x_46_im, x_46_re) * y_46_im))) * cos(Float64(Float64(t_0 * y_46_im) + Float64(atan(x_46_im, x_46_re) * y_46_re))))
end

MATLAB

function tmp = code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	t_0 = log(sqrt(((x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im))));
	tmp = exp(((t_0 * y_46_re) - (atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im))) * cos(((t_0 * y_46_im) + (atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_re)));
end

Wolfram

code[x$46$re_, x$46$im_, y$46$re_, y$46$im_] := Block[{t$95$0 = N[Log[N[Sqrt[N[(N[(x$46$re * x$46$re), $MachinePrecision] + N[(x$46$im * x$46$im), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]], $MachinePrecision]}, N[(N[Exp[N[(N[(t$95$0 * y$46$re), $MachinePrecision] - N[(N[ArcTan[x$46$im / x$46$re], $MachinePrecision] * y$46$im), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]], $MachinePrecision] * N[Cos[N[(N[(t$95$0 * y$46$im), $MachinePrecision] + N[(N[ArcTan[x$46$im / x$46$re], $MachinePrecision] * y$46$re), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]

Initial Program: 40.6% accurate, 1.0× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} t_0 := \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right)\\ e^{t\_0 \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(t\_0 \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x.re x.im y.re y.im)
 :precision binary64
 (let* ((t_0 (log (sqrt (+ (* x.re x.re) (* x.im x.im))))))
   (*
    (exp (- (* t_0 y.re) (* (atan2 x.im x.re) y.im)))
    (cos (+ (* t_0 y.im) (* (atan2 x.im x.re) y.re))))))

C

double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double t_0 = log(sqrt(((x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im))));
	return exp(((t_0 * y_46_re) - (atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im))) * cos(((t_0 * y_46_im) + (atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_re)));
}

Fortran

real(8) function code(x_46re, x_46im, y_46re, y_46im)
    real(8), intent (in) :: x_46re
    real(8), intent (in) :: x_46im
    real(8), intent (in) :: y_46re
    real(8), intent (in) :: y_46im
    real(8) :: t_0
    t_0 = log(sqrt(((x_46re * x_46re) + (x_46im * x_46im))))
    code = exp(((t_0 * y_46re) - (atan2(x_46im, x_46re) * y_46im))) * cos(((t_0 * y_46im) + (atan2(x_46im, x_46re) * y_46re)))
end function

Java

public static double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double t_0 = Math.log(Math.sqrt(((x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im))));
	return Math.exp(((t_0 * y_46_re) - (Math.atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im))) * Math.cos(((t_0 * y_46_im) + (Math.atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_re)));
}

Python

def code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im):
	t_0 = math.log(math.sqrt(((x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im))))
	return math.exp(((t_0 * y_46_re) - (math.atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im))) * math.cos(((t_0 * y_46_im) + (math.atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_re)))

Julia

function code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	t_0 = log(sqrt(Float64(Float64(x_46_re * x_46_re) + Float64(x_46_im * x_46_im))))
	return Float64(exp(Float64(Float64(t_0 * y_46_re) - Float64(atan(x_46_im, x_46_re) * y_46_im))) * cos(Float64(Float64(t_0 * y_46_im) + Float64(atan(x_46_im, x_46_re) * y_46_re))))
end

MATLAB

function tmp = code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	t_0 = log(sqrt(((x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im))));
	tmp = exp(((t_0 * y_46_re) - (atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im))) * cos(((t_0 * y_46_im) + (atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_re)));
end

Wolfram

code[x$46$re_, x$46$im_, y$46$re_, y$46$im_] := Block[{t$95$0 = N[Log[N[Sqrt[N[(N[(x$46$re * x$46$re), $MachinePrecision] + N[(x$46$im * x$46$im), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]], $MachinePrecision]}, N[(N[Exp[N[(N[(t$95$0 * y$46$re), $MachinePrecision] - N[(N[ArcTan[x$46$im / x$46$re], $MachinePrecision] * y$46$im), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]], $MachinePrecision] * N[Cos[N[(N[(t$95$0 * y$46$im), $MachinePrecision] + N[(N[ArcTan[x$46$im / x$46$re], $MachinePrecision] * y$46$re), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]

Alternative 1: 76.2% accurate, 1.3× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} t_0 := \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im\\ \mathbf{if}\;y.re \leq -9.2 \cdot 10^{-17}:\\ \;\;\;\;e^{y.re \cdot \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) - t\_0} \cdot \cos \left(y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\frac{1}{\frac{e^{t\_0}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x.re x.im y.re y.im)
 :precision binary64
 (let* ((t_0 (* (atan2 x.im x.re) y.im)))
   (if (<= y.re -9.2e-17)
     (*
      (exp (- (* y.re (log (sqrt (+ (* x.re x.re) (* x.im x.im))))) t_0))
      (cos (* y.re (atan2 x.im x.re))))
     (/ 1.0 (/ (exp t_0) (pow (hypot x.re x.im) y.re))))))

C

double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double t_0 = atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im;
	double tmp;
	if (y_46_re <= -9.2e-17) {
		tmp = exp(((y_46_re * log(sqrt(((x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im))))) - t_0)) * cos((y_46_re * atan2(x_46_im, x_46_re)));
	} else {
		tmp = 1.0 / (exp(t_0) / pow(hypot(x_46_re, x_46_im), y_46_re));
	}
	return tmp;
}

Java

public static double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double t_0 = Math.atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im;
	double tmp;
	if (y_46_re <= -9.2e-17) {
		tmp = Math.exp(((y_46_re * Math.log(Math.sqrt(((x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im))))) - t_0)) * Math.cos((y_46_re * Math.atan2(x_46_im, x_46_re)));
	} else {
		tmp = 1.0 / (Math.exp(t_0) / Math.pow(Math.hypot(x_46_re, x_46_im), y_46_re));
	}
	return tmp;
}

Python

def code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im):
	t_0 = math.atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im
	tmp = 0
	if y_46_re <= -9.2e-17:
		tmp = math.exp(((y_46_re * math.log(math.sqrt(((x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im))))) - t_0)) * math.cos((y_46_re * math.atan2(x_46_im, x_46_re)))
	else:
		tmp = 1.0 / (math.exp(t_0) / math.pow(math.hypot(x_46_re, x_46_im), y_46_re))
	return tmp

Julia

function code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	t_0 = Float64(atan(x_46_im, x_46_re) * y_46_im)
	tmp = 0.0
	if (y_46_re <= -9.2e-17)
		tmp = Float64(exp(Float64(Float64(y_46_re * log(sqrt(Float64(Float64(x_46_re * x_46_re) + Float64(x_46_im * x_46_im))))) - t_0)) * cos(Float64(y_46_re * atan(x_46_im, x_46_re))));
	else
		tmp = Float64(1.0 / Float64(exp(t_0) / (hypot(x_46_re, x_46_im) ^ y_46_re)));
	end
	return tmp
end

MATLAB

function tmp_2 = code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	t_0 = atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im;
	tmp = 0.0;
	if (y_46_re <= -9.2e-17)
		tmp = exp(((y_46_re * log(sqrt(((x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im))))) - t_0)) * cos((y_46_re * atan2(x_46_im, x_46_re)));
	else
		tmp = 1.0 / (exp(t_0) / (hypot(x_46_re, x_46_im) ^ y_46_re));
	end
	tmp_2 = tmp;
end

Wolfram

code[x$46$re_, x$46$im_, y$46$re_, y$46$im_] := Block[{t$95$0 = N[(N[ArcTan[x$46$im / x$46$re], $MachinePrecision] * y$46$im), $MachinePrecision]}, If[LessEqual[y$46$re, -9.2e-17], N[(N[Exp[N[(N[(y$46$re * N[Log[N[Sqrt[N[(N[(x$46$re * x$46$re), $MachinePrecision] + N[(x$46$im * x$46$im), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]], $MachinePrecision]), $MachinePrecision] - t$95$0), $MachinePrecision]], $MachinePrecision] * N[Cos[N[(y$46$re * N[ArcTan[x$46$im / x$46$re], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(1.0 / N[(N[Exp[t$95$0], $MachinePrecision] / N[Power[N[Sqrt[x$46$re ^ 2 + x$46$im ^ 2], $MachinePrecision], y$46$re], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]]

Derivation

1. Split input into 2 regimes

2. if y.re < -9.20000000000000035e-17

   1. Initial program 51.5%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{log.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right)\right)\right), y.re\right), \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right), \color{blue}{\cos \left(y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}\right) \]
   4. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{log.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right)\right)\right), y.re\right), \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right), \mathsf{cos.f64}\left(\left(y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)\right)\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{log.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right)\right)\right), y.re\right), \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right), \mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.re, \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)\right)\right) \]

      3. atan2-lowering-atan2.f64 86.8%

         \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{log.f64}\left(\mathsf{sqrt.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right)\right)\right), y.re\right), \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right), \mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.re, \mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right) \]

   5. Simplified 86.8%

      \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \color{blue}{\cos \left(y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)} \]

   if -9.20000000000000035e-17 < y.re

   1. Initial program 36.8%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Step-by-step derivation

      1. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \cos \color{blue}{\left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)} \]

      2. associate-*l/ N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      3. associate-/l* N/A

         \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \color{blue}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

      5. associate-/r/ N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}}} \]

      6. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im - \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

   3. Simplified 75.2%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right) \cdot y.im + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}} \]
   4. Add Preprocessing

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)}, \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)}\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      3. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), \color{blue}{y.im}\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      4. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      6. hypot-define N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      7. hypot-lowering-hypot.f64 77.4%

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 77.4%

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{1}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Simplified 79.5%

       \[\leadsto \frac{\color{blue}{1}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]
3. Recombined 2 regimes into one program.

4. Final simplification 81.4%

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;y.re \leq -9.2 \cdot 10^{-17}:\\ \;\;\;\;e^{y.re \cdot \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\frac{1}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}\\ \end{array} \]
5. Add Preprocessing

Alternative 2: 75.3% accurate, 2.0× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;y.re \leq -4.8 \cdot 10^{+17}:\\ \;\;\;\;{\left(x.re + \frac{\left(x.im \cdot x.im\right) \cdot 0.5}{x.re}\right)}^{y.re}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\frac{1}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x.re x.im y.re y.im)
 :precision binary64
 (if (<= y.re -4.8e+17)
   (pow (+ x.re (/ (* (* x.im x.im) 0.5) x.re)) y.re)
   (/ 1.0 (/ (exp (* (atan2 x.im x.re) y.im)) (pow (hypot x.re x.im) y.re)))))

C

double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double tmp;
	if (y_46_re <= -4.8e+17) {
		tmp = pow((x_46_re + (((x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)), y_46_re);
	} else {
		tmp = 1.0 / (exp((atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im)) / pow(hypot(x_46_re, x_46_im), y_46_re));
	}
	return tmp;
}

Java

public static double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double tmp;
	if (y_46_re <= -4.8e+17) {
		tmp = Math.pow((x_46_re + (((x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)), y_46_re);
	} else {
		tmp = 1.0 / (Math.exp((Math.atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im)) / Math.pow(Math.hypot(x_46_re, x_46_im), y_46_re));
	}
	return tmp;
}

Python

def code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im):
	tmp = 0
	if y_46_re <= -4.8e+17:
		tmp = math.pow((x_46_re + (((x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)), y_46_re)
	else:
		tmp = 1.0 / (math.exp((math.atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im)) / math.pow(math.hypot(x_46_re, x_46_im), y_46_re))
	return tmp

Julia

function code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	tmp = 0.0
	if (y_46_re <= -4.8e+17)
		tmp = Float64(x_46_re + Float64(Float64(Float64(x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)) ^ y_46_re;
	else
		tmp = Float64(1.0 / Float64(exp(Float64(atan(x_46_im, x_46_re) * y_46_im)) / (hypot(x_46_re, x_46_im) ^ y_46_re)));
	end
	return tmp
end

MATLAB

function tmp_2 = code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	tmp = 0.0;
	if (y_46_re <= -4.8e+17)
		tmp = (x_46_re + (((x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)) ^ y_46_re;
	else
		tmp = 1.0 / (exp((atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im)) / (hypot(x_46_re, x_46_im) ^ y_46_re));
	end
	tmp_2 = tmp;
end

Wolfram

code[x$46$re_, x$46$im_, y$46$re_, y$46$im_] := If[LessEqual[y$46$re, -4.8e+17], N[Power[N[(x$46$re + N[(N[(N[(x$46$im * x$46$im), $MachinePrecision] * 0.5), $MachinePrecision] / x$46$re), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], y$46$re], $MachinePrecision], N[(1.0 / N[(N[Exp[N[(N[ArcTan[x$46$im / x$46$re], $MachinePrecision] * y$46$im), $MachinePrecision]], $MachinePrecision] / N[Power[N[Sqrt[x$46$re ^ 2 + x$46$im ^ 2], $MachinePrecision], y$46$re], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]

Derivation

1. Split input into 2 regimes

2. if y.re < -4.8e17

   1. Initial program 50.0%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Step-by-step derivation

      1. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \cos \color{blue}{\left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)} \]

      2. associate-*l/ N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      3. associate-/l* N/A

         \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \color{blue}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

      5. associate-/r/ N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}}} \]

      6. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im - \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

   3. Simplified 71.0%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right) \cdot y.im + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}} \]
   4. Add Preprocessing

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)}, \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)}\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      3. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), \color{blue}{y.im}\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      4. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      6. hypot-define N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      7. hypot-lowering-hypot.f64 72.6%

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 72.6%

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{1}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Simplified 67.7%

       \[\leadsto \frac{\color{blue}{1}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   11. Taylor expanded in y.im around 0

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}^{y.re}} \]
   12. Step-by-step derivation

       1. pow-lowering-pow.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right), \color{blue}{y.re}\right) \]

       2. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.re}^{2} + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       3. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       4. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right), y.re\right) \]

       5. hypot-define N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right), y.re\right) \]

       6. hypot-lowering-hypot.f64 77.6%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right) \]

   13. Simplified 77.6%

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}} \]

   14. Taylor expanded in x.im around 0

       \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\color{blue}{\left(x.re + \frac{1}{2} \cdot \frac{{x.im}^{2}}{x.re}\right)}, y.re\right) \]
   15. Step-by-step derivation

       1. associate-*r/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re + \frac{\frac{1}{2} \cdot {x.im}^{2}}{x.re}\right), y.re\right) \]

       2. associate-*l/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re + \frac{\frac{1}{2}}{x.re} \cdot {x.im}^{2}\right), y.re\right) \]

       3. metadata-eval N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re + \frac{\frac{1}{2} \cdot 1}{x.re} \cdot {x.im}^{2}\right), y.re\right) \]

       4. associate-*r/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re + \left(\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{x.re}\right) \cdot {x.im}^{2}\right), y.re\right) \]

       5. +-lowering-+.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \left(\left(\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{x.re}\right) \cdot {x.im}^{2}\right)\right), y.re\right) \]

       6. associate-*r/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \left(\frac{\frac{1}{2} \cdot 1}{x.re} \cdot {x.im}^{2}\right)\right), y.re\right) \]

       7. metadata-eval N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \left(\frac{\frac{1}{2}}{x.re} \cdot {x.im}^{2}\right)\right), y.re\right) \]

       8. associate-*l/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \left(\frac{\frac{1}{2} \cdot {x.im}^{2}}{x.re}\right)\right), y.re\right) \]

       9. /-lowering-/.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \mathsf{/.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot {x.im}^{2}\right), x.re\right)\right), y.re\right) \]

       10. *-lowering-*.f64 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \left({x.im}^{2}\right)\right), x.re\right)\right), y.re\right) \]

       11. unpow2 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \left(x.im \cdot x.im\right)\right), x.re\right)\right), y.re\right) \]

       12. *-lowering-*.f64 80.8%

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right), x.re\right)\right), y.re\right) \]

   16. Simplified 80.8%

       \[\leadsto {\color{blue}{\left(x.re + \frac{0.5 \cdot \left(x.im \cdot x.im\right)}{x.re}\right)}}^{y.re} \]

   if -4.8e17 < y.re

   1. Initial program 37.7%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Step-by-step derivation

      1. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \cos \color{blue}{\left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)} \]

      2. associate-*l/ N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      3. associate-/l* N/A

         \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \color{blue}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

      5. associate-/r/ N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}}} \]

      6. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im - \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

   3. Simplified 75.9%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right) \cdot y.im + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}} \]
   4. Add Preprocessing

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)}, \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)}\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      3. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), \color{blue}{y.im}\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      4. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      6. hypot-define N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      7. hypot-lowering-hypot.f64 78.1%

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 78.1%

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{1}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Simplified 80.1%

       \[\leadsto \frac{\color{blue}{1}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]
3. Recombined 2 regimes into one program.

4. Final simplification 80.3%

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;y.re \leq -4.8 \cdot 10^{+17}:\\ \;\;\;\;{\left(x.re + \frac{\left(x.im \cdot x.im\right) \cdot 0.5}{x.re}\right)}^{y.re}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\frac{1}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}\\ \end{array} \]
5. Add Preprocessing

Alternative 3: 76.1% accurate, 2.6× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;y.re \leq -1.65:\\ \;\;\;\;{\left(x.re + \frac{\left(x.im \cdot x.im\right) \cdot 0.5}{x.re}\right)}^{y.re}\\ \mathbf{elif}\;y.re \leq 0.062:\\ \;\;\;\;\frac{1}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;{\left(e^{y.re}\right)}^{\left(0.5 \cdot \log \left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right)\right)}\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x.re x.im y.re y.im)
 :precision binary64
 (if (<= y.re -1.65)
   (pow (+ x.re (/ (* (* x.im x.im) 0.5) x.re)) y.re)
   (if (<= y.re 0.062)
     (/ 1.0 (exp (* (atan2 x.im x.re) y.im)))
     (pow (exp y.re) (* 0.5 (log (+ (* x.re x.re) (* x.im x.im))))))))

C

double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double tmp;
	if (y_46_re <= -1.65) {
		tmp = pow((x_46_re + (((x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)), y_46_re);
	} else if (y_46_re <= 0.062) {
		tmp = 1.0 / exp((atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im));
	} else {
		tmp = pow(exp(y_46_re), (0.5 * log(((x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im)))));
	}
	return tmp;
}

Fortran

real(8) function code(x_46re, x_46im, y_46re, y_46im)
    real(8), intent (in) :: x_46re
    real(8), intent (in) :: x_46im
    real(8), intent (in) :: y_46re
    real(8), intent (in) :: y_46im
    real(8) :: tmp
    if (y_46re <= (-1.65d0)) then
        tmp = (x_46re + (((x_46im * x_46im) * 0.5d0) / x_46re)) ** y_46re
    else if (y_46re <= 0.062d0) then
        tmp = 1.0d0 / exp((atan2(x_46im, x_46re) * y_46im))
    else
        tmp = exp(y_46re) ** (0.5d0 * log(((x_46re * x_46re) + (x_46im * x_46im))))
    end if
    code = tmp
end function

Java

public static double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double tmp;
	if (y_46_re <= -1.65) {
		tmp = Math.pow((x_46_re + (((x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)), y_46_re);
	} else if (y_46_re <= 0.062) {
		tmp = 1.0 / Math.exp((Math.atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im));
	} else {
		tmp = Math.pow(Math.exp(y_46_re), (0.5 * Math.log(((x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im)))));
	}
	return tmp;
}

Python

def code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im):
	tmp = 0
	if y_46_re <= -1.65:
		tmp = math.pow((x_46_re + (((x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)), y_46_re)
	elif y_46_re <= 0.062:
		tmp = 1.0 / math.exp((math.atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im))
	else:
		tmp = math.pow(math.exp(y_46_re), (0.5 * math.log(((x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im)))))
	return tmp

Julia

function code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	tmp = 0.0
	if (y_46_re <= -1.65)
		tmp = Float64(x_46_re + Float64(Float64(Float64(x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)) ^ y_46_re;
	elseif (y_46_re <= 0.062)
		tmp = Float64(1.0 / exp(Float64(atan(x_46_im, x_46_re) * y_46_im)));
	else
		tmp = exp(y_46_re) ^ Float64(0.5 * log(Float64(Float64(x_46_re * x_46_re) + Float64(x_46_im * x_46_im))));
	end
	return tmp
end

MATLAB

function tmp_2 = code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	tmp = 0.0;
	if (y_46_re <= -1.65)
		tmp = (x_46_re + (((x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)) ^ y_46_re;
	elseif (y_46_re <= 0.062)
		tmp = 1.0 / exp((atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im));
	else
		tmp = exp(y_46_re) ^ (0.5 * log(((x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im))));
	end
	tmp_2 = tmp;
end

Wolfram

code[x$46$re_, x$46$im_, y$46$re_, y$46$im_] := If[LessEqual[y$46$re, -1.65], N[Power[N[(x$46$re + N[(N[(N[(x$46$im * x$46$im), $MachinePrecision] * 0.5), $MachinePrecision] / x$46$re), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], y$46$re], $MachinePrecision], If[LessEqual[y$46$re, 0.062], N[(1.0 / N[Exp[N[(N[ArcTan[x$46$im / x$46$re], $MachinePrecision] * y$46$im), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[Power[N[Exp[y$46$re], $MachinePrecision], N[(0.5 * N[Log[N[(N[(x$46$re * x$46$re), $MachinePrecision] + N[(x$46$im * x$46$im), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]]]

Derivation

1. Split input into 3 regimes

2. if y.re < -1.6499999999999999

   1. Initial program 48.4%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Step-by-step derivation

      1. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \cos \color{blue}{\left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)} \]

      2. associate-*l/ N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      3. associate-/l* N/A

         \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \color{blue}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

      5. associate-/r/ N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}}} \]

      6. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im - \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

   3. Simplified 71.9%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right) \cdot y.im + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}} \]
   4. Add Preprocessing

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)}, \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)}\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      3. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), \color{blue}{y.im}\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      4. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      6. hypot-define N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      7. hypot-lowering-hypot.f64 73.4%

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 73.4%

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{1}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Simplified 68.8%

       \[\leadsto \frac{\color{blue}{1}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   11. Taylor expanded in y.im around 0

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}^{y.re}} \]
   12. Step-by-step derivation

       1. pow-lowering-pow.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right), \color{blue}{y.re}\right) \]

       2. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.re}^{2} + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       3. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       4. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right), y.re\right) \]

       5. hypot-define N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right), y.re\right) \]

       6. hypot-lowering-hypot.f64 78.3%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right) \]

   13. Simplified 78.3%

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}} \]

   14. Taylor expanded in x.im around 0

       \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\color{blue}{\left(x.re + \frac{1}{2} \cdot \frac{{x.im}^{2}}{x.re}\right)}, y.re\right) \]
   15. Step-by-step derivation

       1. associate-*r/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re + \frac{\frac{1}{2} \cdot {x.im}^{2}}{x.re}\right), y.re\right) \]

       2. associate-*l/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re + \frac{\frac{1}{2}}{x.re} \cdot {x.im}^{2}\right), y.re\right) \]

       3. metadata-eval N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re + \frac{\frac{1}{2} \cdot 1}{x.re} \cdot {x.im}^{2}\right), y.re\right) \]

       4. associate-*r/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re + \left(\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{x.re}\right) \cdot {x.im}^{2}\right), y.re\right) \]

       5. +-lowering-+.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \left(\left(\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{x.re}\right) \cdot {x.im}^{2}\right)\right), y.re\right) \]

       6. associate-*r/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \left(\frac{\frac{1}{2} \cdot 1}{x.re} \cdot {x.im}^{2}\right)\right), y.re\right) \]

       7. metadata-eval N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \left(\frac{\frac{1}{2}}{x.re} \cdot {x.im}^{2}\right)\right), y.re\right) \]

       8. associate-*l/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \left(\frac{\frac{1}{2} \cdot {x.im}^{2}}{x.re}\right)\right), y.re\right) \]

       9. /-lowering-/.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \mathsf{/.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot {x.im}^{2}\right), x.re\right)\right), y.re\right) \]

       10. *-lowering-*.f64 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \left({x.im}^{2}\right)\right), x.re\right)\right), y.re\right) \]

       11. unpow2 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \left(x.im \cdot x.im\right)\right), x.re\right)\right), y.re\right) \]

       12. *-lowering-*.f64 81.4%

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right), x.re\right)\right), y.re\right) \]

   16. Simplified 81.4%

       \[\leadsto {\color{blue}{\left(x.re + \frac{0.5 \cdot \left(x.im \cdot x.im\right)}{x.re}\right)}}^{y.re} \]

   if -1.6499999999999999 < y.re < 0.062

   1. Initial program 39.7%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Step-by-step derivation

      1. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \cos \color{blue}{\left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)} \]

      2. associate-*l/ N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      3. associate-/l* N/A

         \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \color{blue}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

      5. associate-/r/ N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}}} \]

      6. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im - \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

   3. Simplified 82.4%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right) \cdot y.im + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}} \]
   4. Add Preprocessing

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)}, \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)}\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      3. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), \color{blue}{y.im}\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      4. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      6. hypot-define N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      7. hypot-lowering-hypot.f64 82.2%

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 82.2%

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{1}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Simplified 85.2%

       \[\leadsto \frac{\color{blue}{1}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   11. Taylor expanded in y.re around 0

       \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(1, \color{blue}{\left(e^{y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}}\right)}\right) \]
   12. Step-by-step derivation

       1. exp-lowering-exp.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(1, \mathsf{exp.f64}\left(\left(y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)\right)\right) \]

       2. *-lowering-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(1, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)\right)\right) \]

       3. atan2-lowering-atan2.f64 84.2%

          \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(1, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right) \]

   13. Simplified 84.2%

       \[\leadsto \frac{1}{\color{blue}{e^{y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}}}} \]

   if 0.062 < y.re

   1. Initial program 34.4%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Step-by-step derivation

      1. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \cos \color{blue}{\left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)} \]

      2. associate-*l/ N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      3. associate-/l* N/A

         \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \color{blue}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

      5. associate-/r/ N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}}} \]

      6. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im - \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

   3. Simplified 60.3%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right) \cdot y.im + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}} \]
   4. Add Preprocessing

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)}, \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)}\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      3. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), \color{blue}{y.im}\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      4. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      6. hypot-define N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      7. hypot-lowering-hypot.f64 67.7%

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 67.7%

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{1}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Simplified 67.7%

       \[\leadsto \frac{\color{blue}{1}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   11. Taylor expanded in y.im around 0

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}^{y.re}} \]
   12. Step-by-step derivation

       1. pow-lowering-pow.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right), \color{blue}{y.re}\right) \]

       2. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.re}^{2} + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       3. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       4. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right), y.re\right) \]

       5. hypot-define N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right), y.re\right) \]

       6. hypot-lowering-hypot.f64 73.0%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right) \]

   13. Simplified 73.0%

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}} \]
   14. Step-by-step derivation

       1. pow-to-exp N/A

          \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \]

       2. *-commutative N/A

          \[\leadsto e^{y.re \cdot \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right)} \]

       3. exp-prod N/A

          \[\leadsto {\left(e^{y.re}\right)}^{\color{blue}{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right)}} \]

       4. pow-lowering-pow.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(e^{y.re}\right), \color{blue}{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right)}\right) \]

       5. exp-lowering-exp.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(y.re\right), \log \color{blue}{\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right)}\right) \]

       6. pow1/2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(y.re\right), \log \left({\left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right)}^{\frac{1}{2}}\right)\right) \]

       7. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(y.re\right), \log \left({\left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)}^{\frac{1}{2}}\right)\right) \]

       8. log-pow N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(y.re\right), \left(\frac{1}{2} \cdot \color{blue}{\log \left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)}\right)\right) \]

       9. *-lowering-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(y.re\right), \mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \color{blue}{\log \left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)}\right)\right) \]

       10. log-lowering-log.f64 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(y.re\right), \mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{log.f64}\left(\left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)\right)\right)\right) \]

       11. +-commutative N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(y.re\right), \mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{log.f64}\left(\left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right)\right)\right)\right) \]

       12. +-lowering-+.f64 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(y.re\right), \mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left(x.re \cdot x.re\right), \left(x.im \cdot x.im\right)\right)\right)\right)\right) \]

       13. *-lowering-*.f64 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(y.re\right), \mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \left(x.im \cdot x.im\right)\right)\right)\right)\right) \]

       14. *-lowering-*.f64 73.0%

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(y.re\right), \mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right)\right)\right)\right) \]

   15. Applied egg-rr 73.0%

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(e^{y.re}\right)}^{\left(0.5 \cdot \log \left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right)\right)}} \]
3. Recombined 3 regimes into one program.

4. Final simplification 81.0%

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;y.re \leq -1.65:\\ \;\;\;\;{\left(x.re + \frac{\left(x.im \cdot x.im\right) \cdot 0.5}{x.re}\right)}^{y.re}\\ \mathbf{elif}\;y.re \leq 0.062:\\ \;\;\;\;\frac{1}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;{\left(e^{y.re}\right)}^{\left(0.5 \cdot \log \left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right)\right)}\\ \end{array} \]
5. Add Preprocessing

Alternative 4: 76.1% accurate, 3.8× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;y.re \leq -190:\\ \;\;\;\;{\left(x.re + \frac{\left(x.im \cdot x.im\right) \cdot 0.5}{x.re}\right)}^{y.re}\\ \mathbf{elif}\;y.re \leq 0.062:\\ \;\;\;\;\frac{1}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;{\left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right)}^{\left(\frac{y.re}{2}\right)}\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x.re x.im y.re y.im)
 :precision binary64
 (if (<= y.re -190.0)
   (pow (+ x.re (/ (* (* x.im x.im) 0.5) x.re)) y.re)
   (if (<= y.re 0.062)
     (/ 1.0 (exp (* (atan2 x.im x.re) y.im)))
     (pow (+ (* x.re x.re) (* x.im x.im)) (/ y.re 2.0)))))

C

double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double tmp;
	if (y_46_re <= -190.0) {
		tmp = pow((x_46_re + (((x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)), y_46_re);
	} else if (y_46_re <= 0.062) {
		tmp = 1.0 / exp((atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im));
	} else {
		tmp = pow(((x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im)), (y_46_re / 2.0));
	}
	return tmp;
}

Fortran

real(8) function code(x_46re, x_46im, y_46re, y_46im)
    real(8), intent (in) :: x_46re
    real(8), intent (in) :: x_46im
    real(8), intent (in) :: y_46re
    real(8), intent (in) :: y_46im
    real(8) :: tmp
    if (y_46re <= (-190.0d0)) then
        tmp = (x_46re + (((x_46im * x_46im) * 0.5d0) / x_46re)) ** y_46re
    else if (y_46re <= 0.062d0) then
        tmp = 1.0d0 / exp((atan2(x_46im, x_46re) * y_46im))
    else
        tmp = ((x_46re * x_46re) + (x_46im * x_46im)) ** (y_46re / 2.0d0)
    end if
    code = tmp
end function

Java

public static double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double tmp;
	if (y_46_re <= -190.0) {
		tmp = Math.pow((x_46_re + (((x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)), y_46_re);
	} else if (y_46_re <= 0.062) {
		tmp = 1.0 / Math.exp((Math.atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im));
	} else {
		tmp = Math.pow(((x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im)), (y_46_re / 2.0));
	}
	return tmp;
}

Python

def code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im):
	tmp = 0
	if y_46_re <= -190.0:
		tmp = math.pow((x_46_re + (((x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)), y_46_re)
	elif y_46_re <= 0.062:
		tmp = 1.0 / math.exp((math.atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im))
	else:
		tmp = math.pow(((x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im)), (y_46_re / 2.0))
	return tmp

Julia

function code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	tmp = 0.0
	if (y_46_re <= -190.0)
		tmp = Float64(x_46_re + Float64(Float64(Float64(x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)) ^ y_46_re;
	elseif (y_46_re <= 0.062)
		tmp = Float64(1.0 / exp(Float64(atan(x_46_im, x_46_re) * y_46_im)));
	else
		tmp = Float64(Float64(x_46_re * x_46_re) + Float64(x_46_im * x_46_im)) ^ Float64(y_46_re / 2.0);
	end
	return tmp
end

MATLAB

function tmp_2 = code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	tmp = 0.0;
	if (y_46_re <= -190.0)
		tmp = (x_46_re + (((x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)) ^ y_46_re;
	elseif (y_46_re <= 0.062)
		tmp = 1.0 / exp((atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im));
	else
		tmp = ((x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im)) ^ (y_46_re / 2.0);
	end
	tmp_2 = tmp;
end

Wolfram

code[x$46$re_, x$46$im_, y$46$re_, y$46$im_] := If[LessEqual[y$46$re, -190.0], N[Power[N[(x$46$re + N[(N[(N[(x$46$im * x$46$im), $MachinePrecision] * 0.5), $MachinePrecision] / x$46$re), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], y$46$re], $MachinePrecision], If[LessEqual[y$46$re, 0.062], N[(1.0 / N[Exp[N[(N[ArcTan[x$46$im / x$46$re], $MachinePrecision] * y$46$im), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[Power[N[(N[(x$46$re * x$46$re), $MachinePrecision] + N[(x$46$im * x$46$im), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(y$46$re / 2.0), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]]]

Derivation

1. Split input into 3 regimes

2. if y.re < -190

   1. Initial program 48.4%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Step-by-step derivation

      1. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \cos \color{blue}{\left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)} \]

      2. associate-*l/ N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      3. associate-/l* N/A

         \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \color{blue}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

      5. associate-/r/ N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}}} \]

      6. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im - \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

   3. Simplified 71.9%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right) \cdot y.im + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}} \]
   4. Add Preprocessing

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)}, \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)}\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      3. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), \color{blue}{y.im}\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      4. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      6. hypot-define N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      7. hypot-lowering-hypot.f64 73.4%

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 73.4%

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{1}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Simplified 68.8%

       \[\leadsto \frac{\color{blue}{1}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   11. Taylor expanded in y.im around 0

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}^{y.re}} \]
   12. Step-by-step derivation

       1. pow-lowering-pow.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right), \color{blue}{y.re}\right) \]

       2. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.re}^{2} + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       3. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       4. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right), y.re\right) \]

       5. hypot-define N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right), y.re\right) \]

       6. hypot-lowering-hypot.f64 78.3%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right) \]

   13. Simplified 78.3%

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}} \]

   14. Taylor expanded in x.im around 0

       \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\color{blue}{\left(x.re + \frac{1}{2} \cdot \frac{{x.im}^{2}}{x.re}\right)}, y.re\right) \]
   15. Step-by-step derivation

       1. associate-*r/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re + \frac{\frac{1}{2} \cdot {x.im}^{2}}{x.re}\right), y.re\right) \]

       2. associate-*l/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re + \frac{\frac{1}{2}}{x.re} \cdot {x.im}^{2}\right), y.re\right) \]

       3. metadata-eval N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re + \frac{\frac{1}{2} \cdot 1}{x.re} \cdot {x.im}^{2}\right), y.re\right) \]

       4. associate-*r/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re + \left(\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{x.re}\right) \cdot {x.im}^{2}\right), y.re\right) \]

       5. +-lowering-+.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \left(\left(\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{x.re}\right) \cdot {x.im}^{2}\right)\right), y.re\right) \]

       6. associate-*r/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \left(\frac{\frac{1}{2} \cdot 1}{x.re} \cdot {x.im}^{2}\right)\right), y.re\right) \]

       7. metadata-eval N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \left(\frac{\frac{1}{2}}{x.re} \cdot {x.im}^{2}\right)\right), y.re\right) \]

       8. associate-*l/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \left(\frac{\frac{1}{2} \cdot {x.im}^{2}}{x.re}\right)\right), y.re\right) \]

       9. /-lowering-/.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \mathsf{/.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot {x.im}^{2}\right), x.re\right)\right), y.re\right) \]

       10. *-lowering-*.f64 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \left({x.im}^{2}\right)\right), x.re\right)\right), y.re\right) \]

       11. unpow2 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \left(x.im \cdot x.im\right)\right), x.re\right)\right), y.re\right) \]

       12. *-lowering-*.f64 81.4%

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right), x.re\right)\right), y.re\right) \]

   16. Simplified 81.4%

       \[\leadsto {\color{blue}{\left(x.re + \frac{0.5 \cdot \left(x.im \cdot x.im\right)}{x.re}\right)}}^{y.re} \]

   if -190 < y.re < 0.062

   1. Initial program 39.7%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Step-by-step derivation

      1. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \cos \color{blue}{\left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)} \]

      2. associate-*l/ N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      3. associate-/l* N/A

         \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \color{blue}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

      5. associate-/r/ N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}}} \]

      6. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im - \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

   3. Simplified 82.4%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right) \cdot y.im + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}} \]
   4. Add Preprocessing

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)}, \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)}\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      3. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), \color{blue}{y.im}\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      4. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      6. hypot-define N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      7. hypot-lowering-hypot.f64 82.2%

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 82.2%

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{1}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Simplified 85.2%

       \[\leadsto \frac{\color{blue}{1}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   11. Taylor expanded in y.re around 0

       \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(1, \color{blue}{\left(e^{y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}}\right)}\right) \]
   12. Step-by-step derivation

       1. exp-lowering-exp.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(1, \mathsf{exp.f64}\left(\left(y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)\right)\right) \]

       2. *-lowering-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(1, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)\right)\right) \]

       3. atan2-lowering-atan2.f64 84.2%

          \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(1, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right) \]

   13. Simplified 84.2%

       \[\leadsto \frac{1}{\color{blue}{e^{y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}}}} \]

   if 0.062 < y.re

   1. Initial program 34.4%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Step-by-step derivation

      1. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \cos \color{blue}{\left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)} \]

      2. associate-*l/ N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      3. associate-/l* N/A

         \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \color{blue}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

      5. associate-/r/ N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}}} \]

      6. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im - \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

   3. Simplified 60.3%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right) \cdot y.im + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}} \]
   4. Add Preprocessing

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)}, \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)}\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      3. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), \color{blue}{y.im}\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      4. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      6. hypot-define N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      7. hypot-lowering-hypot.f64 67.7%

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 67.7%

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{1}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Simplified 67.7%

       \[\leadsto \frac{\color{blue}{1}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   11. Taylor expanded in y.im around 0

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}^{y.re}} \]
   12. Step-by-step derivation

       1. pow-lowering-pow.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right), \color{blue}{y.re}\right) \]

       2. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.re}^{2} + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       3. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       4. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right), y.re\right) \]

       5. hypot-define N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right), y.re\right) \]

       6. hypot-lowering-hypot.f64 73.0%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right) \]

   13. Simplified 73.0%

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}} \]
   14. Step-by-step derivation

       1. sqrt-pow2 N/A

          \[\leadsto {\left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right)}^{\color{blue}{\left(\frac{y.re}{2}\right)}} \]

       2. +-commutative N/A

          \[\leadsto {\left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)}^{\left(\frac{\color{blue}{y.re}}{2}\right)} \]

       3. pow-lowering-pow.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right), \color{blue}{\left(\frac{y.re}{2}\right)}\right) \]

       4. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right), \left(\frac{\color{blue}{y.re}}{2}\right)\right) \]

       5. +-lowering-+.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left(x.re \cdot x.re\right), \left(x.im \cdot x.im\right)\right), \left(\frac{\color{blue}{y.re}}{2}\right)\right) \]

       6. *-lowering-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \left(x.im \cdot x.im\right)\right), \left(\frac{y.re}{2}\right)\right) \]

       7. *-lowering-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right), \left(\frac{y.re}{2}\right)\right) \]

       8. /-lowering-/.f64 73.0%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(y.re, \color{blue}{2}\right)\right) \]

   15. Applied egg-rr 73.0%

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right)}^{\left(\frac{y.re}{2}\right)}} \]
3. Recombined 3 regimes into one program.

4. Final simplification 81.0%

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;y.re \leq -190:\\ \;\;\;\;{\left(x.re + \frac{\left(x.im \cdot x.im\right) \cdot 0.5}{x.re}\right)}^{y.re}\\ \mathbf{elif}\;y.re \leq 0.062:\\ \;\;\;\;\frac{1}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;{\left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right)}^{\left(\frac{y.re}{2}\right)}\\ \end{array} \]
5. Add Preprocessing

Alternative 5: 66.6% accurate, 3.9× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} t_0 := x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\\ t_1 := {\left(t\_0 \cdot t\_0\right)}^{\left(\frac{\frac{y.re}{2}}{2}\right)}\\ \mathbf{if}\;y.im \leq -0.55:\\ \;\;\;\;t\_1\\ \mathbf{elif}\;y.im \leq 255000000:\\ \;\;\;\;{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;t\_1\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x.re x.im y.re y.im)
 :precision binary64
 (let* ((t_0 (+ (* x.re x.re) (* x.im x.im)))
        (t_1 (pow (* t_0 t_0) (/ (/ y.re 2.0) 2.0))))
   (if (<= y.im -0.55)
     t_1
     (if (<= y.im 255000000.0) (pow (hypot x.re x.im) y.re) t_1))))

C

double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double t_0 = (x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im);
	double t_1 = pow((t_0 * t_0), ((y_46_re / 2.0) / 2.0));
	double tmp;
	if (y_46_im <= -0.55) {
		tmp = t_1;
	} else if (y_46_im <= 255000000.0) {
		tmp = pow(hypot(x_46_re, x_46_im), y_46_re);
	} else {
		tmp = t_1;
	}
	return tmp;
}

Java

public static double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double t_0 = (x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im);
	double t_1 = Math.pow((t_0 * t_0), ((y_46_re / 2.0) / 2.0));
	double tmp;
	if (y_46_im <= -0.55) {
		tmp = t_1;
	} else if (y_46_im <= 255000000.0) {
		tmp = Math.pow(Math.hypot(x_46_re, x_46_im), y_46_re);
	} else {
		tmp = t_1;
	}
	return tmp;
}

Python

def code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im):
	t_0 = (x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im)
	t_1 = math.pow((t_0 * t_0), ((y_46_re / 2.0) / 2.0))
	tmp = 0
	if y_46_im <= -0.55:
		tmp = t_1
	elif y_46_im <= 255000000.0:
		tmp = math.pow(math.hypot(x_46_re, x_46_im), y_46_re)
	else:
		tmp = t_1
	return tmp

Julia

function code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	t_0 = Float64(Float64(x_46_re * x_46_re) + Float64(x_46_im * x_46_im))
	t_1 = Float64(t_0 * t_0) ^ Float64(Float64(y_46_re / 2.0) / 2.0)
	tmp = 0.0
	if (y_46_im <= -0.55)
		tmp = t_1;
	elseif (y_46_im <= 255000000.0)
		tmp = hypot(x_46_re, x_46_im) ^ y_46_re;
	else
		tmp = t_1;
	end
	return tmp
end

MATLAB

function tmp_2 = code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	t_0 = (x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im);
	t_1 = (t_0 * t_0) ^ ((y_46_re / 2.0) / 2.0);
	tmp = 0.0;
	if (y_46_im <= -0.55)
		tmp = t_1;
	elseif (y_46_im <= 255000000.0)
		tmp = hypot(x_46_re, x_46_im) ^ y_46_re;
	else
		tmp = t_1;
	end
	tmp_2 = tmp;
end

Wolfram

code[x$46$re_, x$46$im_, y$46$re_, y$46$im_] := Block[{t$95$0 = N[(N[(x$46$re * x$46$re), $MachinePrecision] + N[(x$46$im * x$46$im), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]}, Block[{t$95$1 = N[Power[N[(t$95$0 * t$95$0), $MachinePrecision], N[(N[(y$46$re / 2.0), $MachinePrecision] / 2.0), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]}, If[LessEqual[y$46$im, -0.55], t$95$1, If[LessEqual[y$46$im, 255000000.0], N[Power[N[Sqrt[x$46$re ^ 2 + x$46$im ^ 2], $MachinePrecision], y$46$re], $MachinePrecision], t$95$1]]]]

Derivation

1. Split input into 2 regimes

2. if y.im < -0.55000000000000004 or 2.55e8 < y.im

   1. Initial program 41.5%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Step-by-step derivation

      1. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \cos \color{blue}{\left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)} \]

      2. associate-*l/ N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      3. associate-/l* N/A

         \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \color{blue}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

      5. associate-/r/ N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}}} \]

      6. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im - \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

   3. Simplified 61.2%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right) \cdot y.im + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}} \]
   4. Add Preprocessing

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)}, \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)}\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      3. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), \color{blue}{y.im}\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      4. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      6. hypot-define N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      7. hypot-lowering-hypot.f64 61.2%

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 61.2%

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{1}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Simplified 62.2%

       \[\leadsto \frac{\color{blue}{1}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   11. Taylor expanded in y.im around 0

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}^{y.re}} \]
   12. Step-by-step derivation

       1. pow-lowering-pow.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right), \color{blue}{y.re}\right) \]

       2. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.re}^{2} + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       3. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       4. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right), y.re\right) \]

       5. hypot-define N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right), y.re\right) \]

       6. hypot-lowering-hypot.f64 34.1%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right) \]

   13. Simplified 34.1%

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}} \]
   14. Step-by-step derivation

       1. sqrt-pow2 N/A

          \[\leadsto {\left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right)}^{\color{blue}{\left(\frac{y.re}{2}\right)}} \]

       2. +-commutative N/A

          \[\leadsto {\left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)}^{\left(\frac{\color{blue}{y.re}}{2}\right)} \]

       3. sqr-pow N/A

          \[\leadsto {\left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)}^{\left(\frac{\frac{y.re}{2}}{2}\right)} \cdot \color{blue}{{\left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)}^{\left(\frac{\frac{y.re}{2}}{2}\right)}} \]

       4. pow-prod-down N/A

          \[\leadsto {\left(\left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right) \cdot \left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)\right)}^{\color{blue}{\left(\frac{\frac{y.re}{2}}{2}\right)}} \]

       5. pow-lowering-pow.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right) \cdot \left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)\right), \color{blue}{\left(\frac{\frac{y.re}{2}}{2}\right)}\right) \]

       6. *-lowering-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right), \left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)\right), \left(\frac{\color{blue}{\frac{y.re}{2}}}{2}\right)\right) \]

       7. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right), \left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)\right), \left(\frac{\frac{\color{blue}{y.re}}{2}}{2}\right)\right) \]

       8. +-lowering-+.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left(x.re \cdot x.re\right), \left(x.im \cdot x.im\right)\right), \left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)\right), \left(\frac{\frac{\color{blue}{y.re}}{2}}{2}\right)\right) \]

       9. *-lowering-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \left(x.im \cdot x.im\right)\right), \left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)\right), \left(\frac{\frac{y.re}{2}}{2}\right)\right) \]

       10. *-lowering-*.f64 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right), \left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)\right), \left(\frac{\frac{y.re}{2}}{2}\right)\right) \]

       11. +-commutative N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right), \left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right)\right), \left(\frac{\frac{y.re}{\color{blue}{2}}}{2}\right)\right) \]

       12. +-lowering-+.f64 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right), \mathsf{+.f64}\left(\left(x.re \cdot x.re\right), \left(x.im \cdot x.im\right)\right)\right), \left(\frac{\frac{y.re}{\color{blue}{2}}}{2}\right)\right) \]

       13. *-lowering-*.f64 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right), \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \left(x.im \cdot x.im\right)\right)\right), \left(\frac{\frac{y.re}{2}}{2}\right)\right) \]

       14. *-lowering-*.f64 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right), \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right)\right), \left(\frac{\frac{y.re}{2}}{2}\right)\right) \]

       15. /-lowering-/.f64 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right), \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\left(\frac{y.re}{2}\right), \color{blue}{2}\right)\right) \]

       16. /-lowering-/.f64 48.2%

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right), \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(y.re, 2\right), 2\right)\right) \]

   15. Applied egg-rr 48.2%

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right) \cdot \left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right)\right)}^{\left(\frac{\frac{y.re}{2}}{2}\right)}} \]

   if -0.55000000000000004 < y.im < 2.55e8

   1. Initial program 39.8%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Step-by-step derivation

      1. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \cos \color{blue}{\left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)} \]

      2. associate-*l/ N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      3. associate-/l* N/A

         \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \color{blue}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

      5. associate-/r/ N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}}} \]

      6. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im - \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

   3. Simplified 89.4%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right) \cdot y.im + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}} \]
   4. Add Preprocessing

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)}, \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)}\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      3. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), \color{blue}{y.im}\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      4. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      6. hypot-define N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      7. hypot-lowering-hypot.f64 93.5%

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 93.5%

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{1}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Simplified 93.3%

       \[\leadsto \frac{\color{blue}{1}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   11. Taylor expanded in y.im around 0

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}^{y.re}} \]
   12. Step-by-step derivation

       1. pow-lowering-pow.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right), \color{blue}{y.re}\right) \]

       2. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.re}^{2} + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       3. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       4. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right), y.re\right) \]

       5. hypot-define N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right), y.re\right) \]

       6. hypot-lowering-hypot.f64 92.2%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right) \]

   13. Simplified 92.2%

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}} \]
3. Recombined 2 regimes into one program.
4. Add Preprocessing

Alternative 6: 59.7% accurate, 6.4× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} t_0 := x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\\ \mathbf{if}\;y.re \leq -2.05 \cdot 10^{-45}:\\ \;\;\;\;{\left(x.re + \frac{\left(x.im \cdot x.im\right) \cdot 0.5}{x.re}\right)}^{y.re}\\ \mathbf{elif}\;y.re \leq 6.8 \cdot 10^{-9}:\\ \;\;\;\;\frac{1}{1 + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;{\left(t\_0 \cdot t\_0\right)}^{\left(\frac{\frac{y.re}{2}}{2}\right)}\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x.re x.im y.re y.im)
 :precision binary64
 (let* ((t_0 (+ (* x.re x.re) (* x.im x.im))))
   (if (<= y.re -2.05e-45)
     (pow (+ x.re (/ (* (* x.im x.im) 0.5) x.re)) y.re)
     (if (<= y.re 6.8e-9)
       (/ 1.0 (+ 1.0 (* (atan2 x.im x.re) y.im)))
       (pow (* t_0 t_0) (/ (/ y.re 2.0) 2.0))))))

C

double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double t_0 = (x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im);
	double tmp;
	if (y_46_re <= -2.05e-45) {
		tmp = pow((x_46_re + (((x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)), y_46_re);
	} else if (y_46_re <= 6.8e-9) {
		tmp = 1.0 / (1.0 + (atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im));
	} else {
		tmp = pow((t_0 * t_0), ((y_46_re / 2.0) / 2.0));
	}
	return tmp;
}

Fortran

real(8) function code(x_46re, x_46im, y_46re, y_46im)
    real(8), intent (in) :: x_46re
    real(8), intent (in) :: x_46im
    real(8), intent (in) :: y_46re
    real(8), intent (in) :: y_46im
    real(8) :: t_0
    real(8) :: tmp
    t_0 = (x_46re * x_46re) + (x_46im * x_46im)
    if (y_46re <= (-2.05d-45)) then
        tmp = (x_46re + (((x_46im * x_46im) * 0.5d0) / x_46re)) ** y_46re
    else if (y_46re <= 6.8d-9) then
        tmp = 1.0d0 / (1.0d0 + (atan2(x_46im, x_46re) * y_46im))
    else
        tmp = (t_0 * t_0) ** ((y_46re / 2.0d0) / 2.0d0)
    end if
    code = tmp
end function

Java

public static double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double t_0 = (x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im);
	double tmp;
	if (y_46_re <= -2.05e-45) {
		tmp = Math.pow((x_46_re + (((x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)), y_46_re);
	} else if (y_46_re <= 6.8e-9) {
		tmp = 1.0 / (1.0 + (Math.atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im));
	} else {
		tmp = Math.pow((t_0 * t_0), ((y_46_re / 2.0) / 2.0));
	}
	return tmp;
}

Python

def code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im):
	t_0 = (x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im)
	tmp = 0
	if y_46_re <= -2.05e-45:
		tmp = math.pow((x_46_re + (((x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)), y_46_re)
	elif y_46_re <= 6.8e-9:
		tmp = 1.0 / (1.0 + (math.atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im))
	else:
		tmp = math.pow((t_0 * t_0), ((y_46_re / 2.0) / 2.0))
	return tmp

Julia

function code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	t_0 = Float64(Float64(x_46_re * x_46_re) + Float64(x_46_im * x_46_im))
	tmp = 0.0
	if (y_46_re <= -2.05e-45)
		tmp = Float64(x_46_re + Float64(Float64(Float64(x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)) ^ y_46_re;
	elseif (y_46_re <= 6.8e-9)
		tmp = Float64(1.0 / Float64(1.0 + Float64(atan(x_46_im, x_46_re) * y_46_im)));
	else
		tmp = Float64(t_0 * t_0) ^ Float64(Float64(y_46_re / 2.0) / 2.0);
	end
	return tmp
end

MATLAB

function tmp_2 = code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	t_0 = (x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im);
	tmp = 0.0;
	if (y_46_re <= -2.05e-45)
		tmp = (x_46_re + (((x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)) ^ y_46_re;
	elseif (y_46_re <= 6.8e-9)
		tmp = 1.0 / (1.0 + (atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im));
	else
		tmp = (t_0 * t_0) ^ ((y_46_re / 2.0) / 2.0);
	end
	tmp_2 = tmp;
end

Wolfram

code[x$46$re_, x$46$im_, y$46$re_, y$46$im_] := Block[{t$95$0 = N[(N[(x$46$re * x$46$re), $MachinePrecision] + N[(x$46$im * x$46$im), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]}, If[LessEqual[y$46$re, -2.05e-45], N[Power[N[(x$46$re + N[(N[(N[(x$46$im * x$46$im), $MachinePrecision] * 0.5), $MachinePrecision] / x$46$re), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], y$46$re], $MachinePrecision], If[LessEqual[y$46$re, 6.8e-9], N[(1.0 / N[(1.0 + N[(N[ArcTan[x$46$im / x$46$re], $MachinePrecision] * y$46$im), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[Power[N[(t$95$0 * t$95$0), $MachinePrecision], N[(N[(y$46$re / 2.0), $MachinePrecision] / 2.0), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]]]]

Derivation

1. Split input into 3 regimes

2. if y.re < -2.05e-45

   1. Initial program 49.9%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Step-by-step derivation

      1. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \cos \color{blue}{\left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)} \]

      2. associate-*l/ N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      3. associate-/l* N/A

         \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \color{blue}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

      5. associate-/r/ N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}}} \]

      6. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im - \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

   3. Simplified 75.5%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right) \cdot y.im + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}} \]
   4. Add Preprocessing

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)}, \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)}\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      3. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), \color{blue}{y.im}\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      4. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      6. hypot-define N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      7. hypot-lowering-hypot.f64 76.9%

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 76.9%

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{1}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Simplified 71.6%

       \[\leadsto \frac{\color{blue}{1}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   11. Taylor expanded in y.im around 0

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}^{y.re}} \]
   12. Step-by-step derivation

       1. pow-lowering-pow.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right), \color{blue}{y.re}\right) \]

       2. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.re}^{2} + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       3. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       4. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right), y.re\right) \]

       5. hypot-define N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right), y.re\right) \]

       6. hypot-lowering-hypot.f64 70.7%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right) \]

   13. Simplified 70.7%

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}} \]

   14. Taylor expanded in x.im around 0

       \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\color{blue}{\left(x.re + \frac{1}{2} \cdot \frac{{x.im}^{2}}{x.re}\right)}, y.re\right) \]
   15. Step-by-step derivation

       1. associate-*r/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re + \frac{\frac{1}{2} \cdot {x.im}^{2}}{x.re}\right), y.re\right) \]

       2. associate-*l/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re + \frac{\frac{1}{2}}{x.re} \cdot {x.im}^{2}\right), y.re\right) \]

       3. metadata-eval N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re + \frac{\frac{1}{2} \cdot 1}{x.re} \cdot {x.im}^{2}\right), y.re\right) \]

       4. associate-*r/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re + \left(\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{x.re}\right) \cdot {x.im}^{2}\right), y.re\right) \]

       5. +-lowering-+.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \left(\left(\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{x.re}\right) \cdot {x.im}^{2}\right)\right), y.re\right) \]

       6. associate-*r/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \left(\frac{\frac{1}{2} \cdot 1}{x.re} \cdot {x.im}^{2}\right)\right), y.re\right) \]

       7. metadata-eval N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \left(\frac{\frac{1}{2}}{x.re} \cdot {x.im}^{2}\right)\right), y.re\right) \]

       8. associate-*l/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \left(\frac{\frac{1}{2} \cdot {x.im}^{2}}{x.re}\right)\right), y.re\right) \]

       9. /-lowering-/.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \mathsf{/.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot {x.im}^{2}\right), x.re\right)\right), y.re\right) \]

       10. *-lowering-*.f64 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \left({x.im}^{2}\right)\right), x.re\right)\right), y.re\right) \]

       11. unpow2 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \left(x.im \cdot x.im\right)\right), x.re\right)\right), y.re\right) \]

       12. *-lowering-*.f64 75.9%

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right), x.re\right)\right), y.re\right) \]

   16. Simplified 75.9%

       \[\leadsto {\color{blue}{\left(x.re + \frac{0.5 \cdot \left(x.im \cdot x.im\right)}{x.re}\right)}}^{y.re} \]

   if -2.05e-45 < y.re < 6.7999999999999997e-9

   1. Initial program 37.4%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Add Preprocessing

   4. Applied egg-rr 39.9%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{-{\left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right)}^{\left(\frac{y.re}{2}\right)} \cdot \cos \left(\frac{y.im}{2} \cdot \log \left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right) + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{0 - e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(\frac{1}{2} \cdot \left(y.im \cdot \log \left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)}\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot \left(y.im \cdot \log \left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      2. associate-*r* N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(\left(\frac{1}{2} \cdot y.im\right) \cdot \log \left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      3. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot y.im\right), \log \left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      4. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \log \left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      5. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      6. +-lowering-+.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left({x.im}^{2}\right), \left({x.re}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      7. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left(x.im \cdot x.im\right), \left({x.re}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      8. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right), \left({x.re}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      9. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right), \left(x.re \cdot x.re\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      10. *-lowering-*.f64 39.7%

          \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right), \mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 39.7%

      \[\leadsto \frac{-\color{blue}{\cos \left(\left(0.5 \cdot y.im\right) \cdot \log \left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)\right)}}{0 - e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\color{blue}{1}\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Simplified 80.7%

       \[\leadsto \frac{-\color{blue}{1}}{0 - e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \]

   11. Taylor expanded in y.im around 0

       \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(1\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \color{blue}{\left(1 + y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}\right)\right) \]
   12. Step-by-step derivation

       1. +-lowering-+.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(1\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{+.f64}\left(1, \color{blue}{\left(y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}\right)\right)\right) \]

       2. *-lowering-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(1\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(y.im, \color{blue}{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}}\right)\right)\right)\right) \]

       3. atan2-lowering-atan2.f64 52.2%

          \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(1\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{atan2.f64}\left(x.im, \color{blue}{x.re}\right)\right)\right)\right)\right) \]

   13. Simplified 52.2%

       \[\leadsto \frac{-1}{0 - \color{blue}{\left(1 + y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}} \]

   if 6.7999999999999997e-9 < y.re

   1. Initial program 36.0%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Step-by-step derivation

      1. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \cos \color{blue}{\left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)} \]

      2. associate-*l/ N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      3. associate-/l* N/A

         \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \color{blue}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

      5. associate-/r/ N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}}} \]

      6. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im - \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

   3. Simplified 62.2%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right) \cdot y.im + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}} \]
   4. Add Preprocessing

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)}, \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)}\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      3. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), \color{blue}{y.im}\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      4. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      6. hypot-define N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      7. hypot-lowering-hypot.f64 68.9%

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 68.9%

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{1}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Simplified 68.9%

       \[\leadsto \frac{\color{blue}{1}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   11. Taylor expanded in y.im around 0

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}^{y.re}} \]
   12. Step-by-step derivation

       1. pow-lowering-pow.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right), \color{blue}{y.re}\right) \]

       2. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.re}^{2} + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       3. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       4. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right), y.re\right) \]

       5. hypot-define N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right), y.re\right) \]

       6. hypot-lowering-hypot.f64 70.8%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right) \]

   13. Simplified 70.8%

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}} \]
   14. Step-by-step derivation

       1. sqrt-pow2 N/A

          \[\leadsto {\left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right)}^{\color{blue}{\left(\frac{y.re}{2}\right)}} \]

       2. +-commutative N/A

          \[\leadsto {\left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)}^{\left(\frac{\color{blue}{y.re}}{2}\right)} \]

       3. sqr-pow N/A

          \[\leadsto {\left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)}^{\left(\frac{\frac{y.re}{2}}{2}\right)} \cdot \color{blue}{{\left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)}^{\left(\frac{\frac{y.re}{2}}{2}\right)}} \]

       4. pow-prod-down N/A

          \[\leadsto {\left(\left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right) \cdot \left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)\right)}^{\color{blue}{\left(\frac{\frac{y.re}{2}}{2}\right)}} \]

       5. pow-lowering-pow.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right) \cdot \left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)\right), \color{blue}{\left(\frac{\frac{y.re}{2}}{2}\right)}\right) \]

       6. *-lowering-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right), \left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)\right), \left(\frac{\color{blue}{\frac{y.re}{2}}}{2}\right)\right) \]

       7. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right), \left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)\right), \left(\frac{\frac{\color{blue}{y.re}}{2}}{2}\right)\right) \]

       8. +-lowering-+.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left(x.re \cdot x.re\right), \left(x.im \cdot x.im\right)\right), \left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)\right), \left(\frac{\frac{\color{blue}{y.re}}{2}}{2}\right)\right) \]

       9. *-lowering-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \left(x.im \cdot x.im\right)\right), \left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)\right), \left(\frac{\frac{y.re}{2}}{2}\right)\right) \]

       10. *-lowering-*.f64 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right), \left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)\right), \left(\frac{\frac{y.re}{2}}{2}\right)\right) \]

       11. +-commutative N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right), \left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right)\right), \left(\frac{\frac{y.re}{\color{blue}{2}}}{2}\right)\right) \]

       12. +-lowering-+.f64 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right), \mathsf{+.f64}\left(\left(x.re \cdot x.re\right), \left(x.im \cdot x.im\right)\right)\right), \left(\frac{\frac{y.re}{\color{blue}{2}}}{2}\right)\right) \]

       13. *-lowering-*.f64 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right), \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \left(x.im \cdot x.im\right)\right)\right), \left(\frac{\frac{y.re}{2}}{2}\right)\right) \]

       14. *-lowering-*.f64 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right), \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right)\right), \left(\frac{\frac{y.re}{2}}{2}\right)\right) \]

       15. /-lowering-/.f64 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right), \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\left(\frac{y.re}{2}\right), \color{blue}{2}\right)\right) \]

       16. /-lowering-/.f64 70.7%

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right), \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(y.re, 2\right), 2\right)\right) \]

   15. Applied egg-rr 70.7%

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right) \cdot \left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right)\right)}^{\left(\frac{\frac{y.re}{2}}{2}\right)}} \]
3. Recombined 3 regimes into one program.

4. Final simplification 63.5%

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;y.re \leq -2.05 \cdot 10^{-45}:\\ \;\;\;\;{\left(x.re + \frac{\left(x.im \cdot x.im\right) \cdot 0.5}{x.re}\right)}^{y.re}\\ \mathbf{elif}\;y.re \leq 6.8 \cdot 10^{-9}:\\ \;\;\;\;\frac{1}{1 + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;{\left(\left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right) \cdot \left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right)\right)}^{\left(\frac{\frac{y.re}{2}}{2}\right)}\\ \end{array} \]
5. Add Preprocessing

Alternative 7: 59.8% accurate, 6.9× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;y.re \leq -2.05 \cdot 10^{-45}:\\ \;\;\;\;{\left(x.re + \frac{\left(x.im \cdot x.im\right) \cdot 0.5}{x.re}\right)}^{y.re}\\ \mathbf{elif}\;y.re \leq 0.00125:\\ \;\;\;\;\frac{1}{1 + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;{\left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right)}^{\left(\frac{y.re}{2}\right)}\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x.re x.im y.re y.im)
 :precision binary64
 (if (<= y.re -2.05e-45)
   (pow (+ x.re (/ (* (* x.im x.im) 0.5) x.re)) y.re)
   (if (<= y.re 0.00125)
     (/ 1.0 (+ 1.0 (* (atan2 x.im x.re) y.im)))
     (pow (+ (* x.re x.re) (* x.im x.im)) (/ y.re 2.0)))))

C

double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double tmp;
	if (y_46_re <= -2.05e-45) {
		tmp = pow((x_46_re + (((x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)), y_46_re);
	} else if (y_46_re <= 0.00125) {
		tmp = 1.0 / (1.0 + (atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im));
	} else {
		tmp = pow(((x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im)), (y_46_re / 2.0));
	}
	return tmp;
}

Fortran

real(8) function code(x_46re, x_46im, y_46re, y_46im)
    real(8), intent (in) :: x_46re
    real(8), intent (in) :: x_46im
    real(8), intent (in) :: y_46re
    real(8), intent (in) :: y_46im
    real(8) :: tmp
    if (y_46re <= (-2.05d-45)) then
        tmp = (x_46re + (((x_46im * x_46im) * 0.5d0) / x_46re)) ** y_46re
    else if (y_46re <= 0.00125d0) then
        tmp = 1.0d0 / (1.0d0 + (atan2(x_46im, x_46re) * y_46im))
    else
        tmp = ((x_46re * x_46re) + (x_46im * x_46im)) ** (y_46re / 2.0d0)
    end if
    code = tmp
end function

Java

public static double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double tmp;
	if (y_46_re <= -2.05e-45) {
		tmp = Math.pow((x_46_re + (((x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)), y_46_re);
	} else if (y_46_re <= 0.00125) {
		tmp = 1.0 / (1.0 + (Math.atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im));
	} else {
		tmp = Math.pow(((x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im)), (y_46_re / 2.0));
	}
	return tmp;
}

Python

def code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im):
	tmp = 0
	if y_46_re <= -2.05e-45:
		tmp = math.pow((x_46_re + (((x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)), y_46_re)
	elif y_46_re <= 0.00125:
		tmp = 1.0 / (1.0 + (math.atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im))
	else:
		tmp = math.pow(((x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im)), (y_46_re / 2.0))
	return tmp

Julia

function code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	tmp = 0.0
	if (y_46_re <= -2.05e-45)
		tmp = Float64(x_46_re + Float64(Float64(Float64(x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)) ^ y_46_re;
	elseif (y_46_re <= 0.00125)
		tmp = Float64(1.0 / Float64(1.0 + Float64(atan(x_46_im, x_46_re) * y_46_im)));
	else
		tmp = Float64(Float64(x_46_re * x_46_re) + Float64(x_46_im * x_46_im)) ^ Float64(y_46_re / 2.0);
	end
	return tmp
end

MATLAB

function tmp_2 = code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	tmp = 0.0;
	if (y_46_re <= -2.05e-45)
		tmp = (x_46_re + (((x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)) ^ y_46_re;
	elseif (y_46_re <= 0.00125)
		tmp = 1.0 / (1.0 + (atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im));
	else
		tmp = ((x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im)) ^ (y_46_re / 2.0);
	end
	tmp_2 = tmp;
end

Wolfram

code[x$46$re_, x$46$im_, y$46$re_, y$46$im_] := If[LessEqual[y$46$re, -2.05e-45], N[Power[N[(x$46$re + N[(N[(N[(x$46$im * x$46$im), $MachinePrecision] * 0.5), $MachinePrecision] / x$46$re), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], y$46$re], $MachinePrecision], If[LessEqual[y$46$re, 0.00125], N[(1.0 / N[(1.0 + N[(N[ArcTan[x$46$im / x$46$re], $MachinePrecision] * y$46$im), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[Power[N[(N[(x$46$re * x$46$re), $MachinePrecision] + N[(x$46$im * x$46$im), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(y$46$re / 2.0), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]]]

Derivation

1. Split input into 3 regimes

2. if y.re < -2.05e-45

   1. Initial program 49.9%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Step-by-step derivation

      1. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \cos \color{blue}{\left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)} \]

      2. associate-*l/ N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      3. associate-/l* N/A

         \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \color{blue}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

      5. associate-/r/ N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}}} \]

      6. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im - \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

   3. Simplified 75.5%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right) \cdot y.im + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}} \]
   4. Add Preprocessing

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)}, \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)}\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      3. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), \color{blue}{y.im}\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      4. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      6. hypot-define N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      7. hypot-lowering-hypot.f64 76.9%

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 76.9%

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{1}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Simplified 71.6%

       \[\leadsto \frac{\color{blue}{1}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   11. Taylor expanded in y.im around 0

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}^{y.re}} \]
   12. Step-by-step derivation

       1. pow-lowering-pow.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right), \color{blue}{y.re}\right) \]

       2. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.re}^{2} + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       3. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       4. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right), y.re\right) \]

       5. hypot-define N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right), y.re\right) \]

       6. hypot-lowering-hypot.f64 70.7%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right) \]

   13. Simplified 70.7%

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}} \]

   14. Taylor expanded in x.im around 0

       \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\color{blue}{\left(x.re + \frac{1}{2} \cdot \frac{{x.im}^{2}}{x.re}\right)}, y.re\right) \]
   15. Step-by-step derivation

       1. associate-*r/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re + \frac{\frac{1}{2} \cdot {x.im}^{2}}{x.re}\right), y.re\right) \]

       2. associate-*l/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re + \frac{\frac{1}{2}}{x.re} \cdot {x.im}^{2}\right), y.re\right) \]

       3. metadata-eval N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re + \frac{\frac{1}{2} \cdot 1}{x.re} \cdot {x.im}^{2}\right), y.re\right) \]

       4. associate-*r/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re + \left(\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{x.re}\right) \cdot {x.im}^{2}\right), y.re\right) \]

       5. +-lowering-+.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \left(\left(\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{x.re}\right) \cdot {x.im}^{2}\right)\right), y.re\right) \]

       6. associate-*r/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \left(\frac{\frac{1}{2} \cdot 1}{x.re} \cdot {x.im}^{2}\right)\right), y.re\right) \]

       7. metadata-eval N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \left(\frac{\frac{1}{2}}{x.re} \cdot {x.im}^{2}\right)\right), y.re\right) \]

       8. associate-*l/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \left(\frac{\frac{1}{2} \cdot {x.im}^{2}}{x.re}\right)\right), y.re\right) \]

       9. /-lowering-/.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \mathsf{/.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot {x.im}^{2}\right), x.re\right)\right), y.re\right) \]

       10. *-lowering-*.f64 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \left({x.im}^{2}\right)\right), x.re\right)\right), y.re\right) \]

       11. unpow2 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \left(x.im \cdot x.im\right)\right), x.re\right)\right), y.re\right) \]

       12. *-lowering-*.f64 75.9%

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right), x.re\right)\right), y.re\right) \]

   16. Simplified 75.9%

       \[\leadsto {\color{blue}{\left(x.re + \frac{0.5 \cdot \left(x.im \cdot x.im\right)}{x.re}\right)}}^{y.re} \]

   if -2.05e-45 < y.re < 0.00125000000000000003

   1. Initial program 38.1%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Add Preprocessing

   4. Applied egg-rr 40.5%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{-{\left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right)}^{\left(\frac{y.re}{2}\right)} \cdot \cos \left(\frac{y.im}{2} \cdot \log \left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right) + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{0 - e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(\frac{1}{2} \cdot \left(y.im \cdot \log \left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)}\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot \left(y.im \cdot \log \left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      2. associate-*r* N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(\left(\frac{1}{2} \cdot y.im\right) \cdot \log \left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      3. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot y.im\right), \log \left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      4. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \log \left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      5. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      6. +-lowering-+.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left({x.im}^{2}\right), \left({x.re}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      7. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left(x.im \cdot x.im\right), \left({x.re}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      8. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right), \left({x.re}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      9. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right), \left(x.re \cdot x.re\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      10. *-lowering-*.f64 40.3%

          \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right), \mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 40.3%

      \[\leadsto \frac{-\color{blue}{\cos \left(\left(0.5 \cdot y.im\right) \cdot \log \left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)\right)}}{0 - e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\color{blue}{1}\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Simplified 80.6%

       \[\leadsto \frac{-\color{blue}{1}}{0 - e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \]

   11. Taylor expanded in y.im around 0

       \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(1\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \color{blue}{\left(1 + y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}\right)\right) \]
   12. Step-by-step derivation

       1. +-lowering-+.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(1\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{+.f64}\left(1, \color{blue}{\left(y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}\right)\right)\right) \]

       2. *-lowering-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(1\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(y.im, \color{blue}{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}}\right)\right)\right)\right) \]

       3. atan2-lowering-atan2.f64 51.4%

          \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(1\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{atan2.f64}\left(x.im, \color{blue}{x.re}\right)\right)\right)\right)\right) \]

   13. Simplified 51.4%

       \[\leadsto \frac{-1}{0 - \color{blue}{\left(1 + y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}} \]

   if 0.00125000000000000003 < y.re

   1. Initial program 34.4%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Step-by-step derivation

      1. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \cos \color{blue}{\left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)} \]

      2. associate-*l/ N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      3. associate-/l* N/A

         \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \color{blue}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

      5. associate-/r/ N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}}} \]

      6. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im - \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

   3. Simplified 60.3%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right) \cdot y.im + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}} \]
   4. Add Preprocessing

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)}, \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)}\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      3. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), \color{blue}{y.im}\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      4. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      6. hypot-define N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      7. hypot-lowering-hypot.f64 67.7%

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 67.7%

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{1}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Simplified 67.7%

       \[\leadsto \frac{\color{blue}{1}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   11. Taylor expanded in y.im around 0

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}^{y.re}} \]
   12. Step-by-step derivation

       1. pow-lowering-pow.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right), \color{blue}{y.re}\right) \]

       2. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.re}^{2} + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       3. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       4. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right), y.re\right) \]

       5. hypot-define N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right), y.re\right) \]

       6. hypot-lowering-hypot.f64 73.0%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right) \]

   13. Simplified 73.0%

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}} \]
   14. Step-by-step derivation

       1. sqrt-pow2 N/A

          \[\leadsto {\left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right)}^{\color{blue}{\left(\frac{y.re}{2}\right)}} \]

       2. +-commutative N/A

          \[\leadsto {\left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)}^{\left(\frac{\color{blue}{y.re}}{2}\right)} \]

       3. pow-lowering-pow.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right), \color{blue}{\left(\frac{y.re}{2}\right)}\right) \]

       4. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right), \left(\frac{\color{blue}{y.re}}{2}\right)\right) \]

       5. +-lowering-+.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left(x.re \cdot x.re\right), \left(x.im \cdot x.im\right)\right), \left(\frac{\color{blue}{y.re}}{2}\right)\right) \]

       6. *-lowering-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \left(x.im \cdot x.im\right)\right), \left(\frac{y.re}{2}\right)\right) \]

       7. *-lowering-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right), \left(\frac{y.re}{2}\right)\right) \]

       8. /-lowering-/.f64 73.0%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(y.re, \color{blue}{2}\right)\right) \]

   15. Applied egg-rr 73.0%

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right)}^{\left(\frac{y.re}{2}\right)}} \]
3. Recombined 3 regimes into one program.

4. Final simplification 63.4%

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;y.re \leq -2.05 \cdot 10^{-45}:\\ \;\;\;\;{\left(x.re + \frac{\left(x.im \cdot x.im\right) \cdot 0.5}{x.re}\right)}^{y.re}\\ \mathbf{elif}\;y.re \leq 0.00125:\\ \;\;\;\;\frac{1}{1 + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;{\left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right)}^{\left(\frac{y.re}{2}\right)}\\ \end{array} \]
5. Add Preprocessing

Alternative 8: 59.6% accurate, 6.9× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;y.re \leq -2.05 \cdot 10^{-45}:\\ \;\;\;\;{\left(x.re + \frac{\left(x.im \cdot x.im\right) \cdot 0.5}{x.re}\right)}^{y.re}\\ \mathbf{elif}\;y.re \leq 2.1 \cdot 10^{-6}:\\ \;\;\;\;1 - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;{\left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right)}^{\left(\frac{y.re}{2}\right)}\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x.re x.im y.re y.im)
 :precision binary64
 (if (<= y.re -2.05e-45)
   (pow (+ x.re (/ (* (* x.im x.im) 0.5) x.re)) y.re)
   (if (<= y.re 2.1e-6)
     (- 1.0 (* (atan2 x.im x.re) y.im))
     (pow (+ (* x.re x.re) (* x.im x.im)) (/ y.re 2.0)))))

C

double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double tmp;
	if (y_46_re <= -2.05e-45) {
		tmp = pow((x_46_re + (((x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)), y_46_re);
	} else if (y_46_re <= 2.1e-6) {
		tmp = 1.0 - (atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im);
	} else {
		tmp = pow(((x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im)), (y_46_re / 2.0));
	}
	return tmp;
}

Fortran

real(8) function code(x_46re, x_46im, y_46re, y_46im)
    real(8), intent (in) :: x_46re
    real(8), intent (in) :: x_46im
    real(8), intent (in) :: y_46re
    real(8), intent (in) :: y_46im
    real(8) :: tmp
    if (y_46re <= (-2.05d-45)) then
        tmp = (x_46re + (((x_46im * x_46im) * 0.5d0) / x_46re)) ** y_46re
    else if (y_46re <= 2.1d-6) then
        tmp = 1.0d0 - (atan2(x_46im, x_46re) * y_46im)
    else
        tmp = ((x_46re * x_46re) + (x_46im * x_46im)) ** (y_46re / 2.0d0)
    end if
    code = tmp
end function

Java

public static double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double tmp;
	if (y_46_re <= -2.05e-45) {
		tmp = Math.pow((x_46_re + (((x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)), y_46_re);
	} else if (y_46_re <= 2.1e-6) {
		tmp = 1.0 - (Math.atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im);
	} else {
		tmp = Math.pow(((x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im)), (y_46_re / 2.0));
	}
	return tmp;
}

Python

def code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im):
	tmp = 0
	if y_46_re <= -2.05e-45:
		tmp = math.pow((x_46_re + (((x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)), y_46_re)
	elif y_46_re <= 2.1e-6:
		tmp = 1.0 - (math.atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im)
	else:
		tmp = math.pow(((x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im)), (y_46_re / 2.0))
	return tmp

Julia

function code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	tmp = 0.0
	if (y_46_re <= -2.05e-45)
		tmp = Float64(x_46_re + Float64(Float64(Float64(x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)) ^ y_46_re;
	elseif (y_46_re <= 2.1e-6)
		tmp = Float64(1.0 - Float64(atan(x_46_im, x_46_re) * y_46_im));
	else
		tmp = Float64(Float64(x_46_re * x_46_re) + Float64(x_46_im * x_46_im)) ^ Float64(y_46_re / 2.0);
	end
	return tmp
end

MATLAB

function tmp_2 = code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	tmp = 0.0;
	if (y_46_re <= -2.05e-45)
		tmp = (x_46_re + (((x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)) ^ y_46_re;
	elseif (y_46_re <= 2.1e-6)
		tmp = 1.0 - (atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im);
	else
		tmp = ((x_46_re * x_46_re) + (x_46_im * x_46_im)) ^ (y_46_re / 2.0);
	end
	tmp_2 = tmp;
end

Wolfram

code[x$46$re_, x$46$im_, y$46$re_, y$46$im_] := If[LessEqual[y$46$re, -2.05e-45], N[Power[N[(x$46$re + N[(N[(N[(x$46$im * x$46$im), $MachinePrecision] * 0.5), $MachinePrecision] / x$46$re), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], y$46$re], $MachinePrecision], If[LessEqual[y$46$re, 2.1e-6], N[(1.0 - N[(N[ArcTan[x$46$im / x$46$re], $MachinePrecision] * y$46$im), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[Power[N[(N[(x$46$re * x$46$re), $MachinePrecision] + N[(x$46$im * x$46$im), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(y$46$re / 2.0), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]]]

Derivation

1. Split input into 3 regimes

2. if y.re < -2.05e-45

   1. Initial program 49.9%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Step-by-step derivation

      1. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \cos \color{blue}{\left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)} \]

      2. associate-*l/ N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      3. associate-/l* N/A

         \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \color{blue}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

      5. associate-/r/ N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}}} \]

      6. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im - \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

   3. Simplified 75.5%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right) \cdot y.im + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}} \]
   4. Add Preprocessing

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)}, \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)}\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      3. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), \color{blue}{y.im}\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      4. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      6. hypot-define N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      7. hypot-lowering-hypot.f64 76.9%

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 76.9%

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{1}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Simplified 71.6%

       \[\leadsto \frac{\color{blue}{1}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   11. Taylor expanded in y.im around 0

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}^{y.re}} \]
   12. Step-by-step derivation

       1. pow-lowering-pow.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right), \color{blue}{y.re}\right) \]

       2. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.re}^{2} + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       3. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       4. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right), y.re\right) \]

       5. hypot-define N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right), y.re\right) \]

       6. hypot-lowering-hypot.f64 70.7%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right) \]

   13. Simplified 70.7%

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}} \]

   14. Taylor expanded in x.im around 0

       \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\color{blue}{\left(x.re + \frac{1}{2} \cdot \frac{{x.im}^{2}}{x.re}\right)}, y.re\right) \]
   15. Step-by-step derivation

       1. associate-*r/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re + \frac{\frac{1}{2} \cdot {x.im}^{2}}{x.re}\right), y.re\right) \]

       2. associate-*l/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re + \frac{\frac{1}{2}}{x.re} \cdot {x.im}^{2}\right), y.re\right) \]

       3. metadata-eval N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re + \frac{\frac{1}{2} \cdot 1}{x.re} \cdot {x.im}^{2}\right), y.re\right) \]

       4. associate-*r/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re + \left(\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{x.re}\right) \cdot {x.im}^{2}\right), y.re\right) \]

       5. +-lowering-+.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \left(\left(\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{x.re}\right) \cdot {x.im}^{2}\right)\right), y.re\right) \]

       6. associate-*r/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \left(\frac{\frac{1}{2} \cdot 1}{x.re} \cdot {x.im}^{2}\right)\right), y.re\right) \]

       7. metadata-eval N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \left(\frac{\frac{1}{2}}{x.re} \cdot {x.im}^{2}\right)\right), y.re\right) \]

       8. associate-*l/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \left(\frac{\frac{1}{2} \cdot {x.im}^{2}}{x.re}\right)\right), y.re\right) \]

       9. /-lowering-/.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \mathsf{/.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot {x.im}^{2}\right), x.re\right)\right), y.re\right) \]

       10. *-lowering-*.f64 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \left({x.im}^{2}\right)\right), x.re\right)\right), y.re\right) \]

       11. unpow2 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \left(x.im \cdot x.im\right)\right), x.re\right)\right), y.re\right) \]

       12. *-lowering-*.f64 75.9%

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right), x.re\right)\right), y.re\right) \]

   16. Simplified 75.9%

       \[\leadsto {\color{blue}{\left(x.re + \frac{0.5 \cdot \left(x.im \cdot x.im\right)}{x.re}\right)}}^{y.re} \]

   if -2.05e-45 < y.re < 2.0999999999999998e-6

   1. Initial program 37.6%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Add Preprocessing

   4. Applied egg-rr 40.0%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{-{\left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right)}^{\left(\frac{y.re}{2}\right)} \cdot \cos \left(\frac{y.im}{2} \cdot \log \left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right) + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{0 - e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(\frac{1}{2} \cdot \left(y.im \cdot \log \left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)}\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot \left(y.im \cdot \log \left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      2. associate-*r* N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(\left(\frac{1}{2} \cdot y.im\right) \cdot \log \left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      3. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot y.im\right), \log \left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      4. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \log \left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      5. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      6. +-lowering-+.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left({x.im}^{2}\right), \left({x.re}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      7. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left(x.im \cdot x.im\right), \left({x.re}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      8. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right), \left({x.re}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      9. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right), \left(x.re \cdot x.re\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      10. *-lowering-*.f64 39.8%

          \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right), \mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 39.8%

      \[\leadsto \frac{-\color{blue}{\cos \left(\left(0.5 \cdot y.im\right) \cdot \log \left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)\right)}}{0 - e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \color{blue}{1 + -1 \cdot \left(y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)} \]
   9. Step-by-step derivation

      1. +-lowering-+.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(1, \color{blue}{\left(-1 \cdot \left(y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)\right)}\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(-1, \color{blue}{\left(y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}\right)\right) \]

      3. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(-1, \mathsf{*.f64}\left(y.im, \color{blue}{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}}\right)\right)\right) \]

      4. atan2-lowering-atan2.f64 51.6%

         \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(-1, \mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{atan2.f64}\left(x.im, \color{blue}{x.re}\right)\right)\right)\right) \]

   10. Simplified 51.6%

       \[\leadsto \color{blue}{1 + -1 \cdot \left(y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)} \]
   11. Step-by-step derivation

       1. mul-1-neg N/A

          \[\leadsto 1 + \left(\mathsf{neg}\left(y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)\right) \]

       2. unsub-neg N/A

          \[\leadsto 1 - \color{blue}{y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}} \]

       3. --lowering--.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{\_.f64}\left(1, \color{blue}{\left(y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}\right) \]

       4. *-lowering-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{\_.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(y.im, \color{blue}{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}}\right)\right) \]

       5. atan2-lowering-atan2.f64 51.6%

          \[\leadsto \mathsf{\_.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{atan2.f64}\left(x.im, \color{blue}{x.re}\right)\right)\right) \]

   12. Applied egg-rr 51.6%

       \[\leadsto \color{blue}{1 - y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}} \]

   if 2.0999999999999998e-6 < y.re

   1. Initial program 35.5%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Step-by-step derivation

      1. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \cos \color{blue}{\left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)} \]

      2. associate-*l/ N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      3. associate-/l* N/A

         \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \color{blue}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

      5. associate-/r/ N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}}} \]

      6. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im - \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

   3. Simplified 61.0%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right) \cdot y.im + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}} \]
   4. Add Preprocessing

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)}, \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)}\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      3. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), \color{blue}{y.im}\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      4. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      6. hypot-define N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      7. hypot-lowering-hypot.f64 68.3%

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 68.3%

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{1}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Simplified 68.3%

       \[\leadsto \frac{\color{blue}{1}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   11. Taylor expanded in y.im around 0

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}^{y.re}} \]
   12. Step-by-step derivation

       1. pow-lowering-pow.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right), \color{blue}{y.re}\right) \]

       2. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.re}^{2} + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       3. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       4. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right), y.re\right) \]

       5. hypot-define N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right), y.re\right) \]

       6. hypot-lowering-hypot.f64 71.8%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right) \]

   13. Simplified 71.8%

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}} \]
   14. Step-by-step derivation

       1. sqrt-pow2 N/A

          \[\leadsto {\left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right)}^{\color{blue}{\left(\frac{y.re}{2}\right)}} \]

       2. +-commutative N/A

          \[\leadsto {\left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)}^{\left(\frac{\color{blue}{y.re}}{2}\right)} \]

       3. pow-lowering-pow.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right), \color{blue}{\left(\frac{y.re}{2}\right)}\right) \]

       4. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right), \left(\frac{\color{blue}{y.re}}{2}\right)\right) \]

       5. +-lowering-+.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left(x.re \cdot x.re\right), \left(x.im \cdot x.im\right)\right), \left(\frac{\color{blue}{y.re}}{2}\right)\right) \]

       6. *-lowering-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \left(x.im \cdot x.im\right)\right), \left(\frac{y.re}{2}\right)\right) \]

       7. *-lowering-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right), \left(\frac{y.re}{2}\right)\right) \]

       8. /-lowering-/.f64 71.8%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(y.re, \color{blue}{2}\right)\right) \]

   15. Applied egg-rr 71.8%

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right)}^{\left(\frac{y.re}{2}\right)}} \]
3. Recombined 3 regimes into one program.

4. Final simplification 63.3%

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;y.re \leq -2.05 \cdot 10^{-45}:\\ \;\;\;\;{\left(x.re + \frac{\left(x.im \cdot x.im\right) \cdot 0.5}{x.re}\right)}^{y.re}\\ \mathbf{elif}\;y.re \leq 2.1 \cdot 10^{-6}:\\ \;\;\;\;1 - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;{\left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right)}^{\left(\frac{y.re}{2}\right)}\\ \end{array} \]
5. Add Preprocessing

Alternative 9: 58.3% accurate, 6.9× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} t_0 := {\left(x.re + \frac{\left(x.im \cdot x.im\right) \cdot 0.5}{x.re}\right)}^{y.re}\\ \mathbf{if}\;y.re \leq -2.05 \cdot 10^{-45}:\\ \;\;\;\;t\_0\\ \mathbf{elif}\;y.re \leq 0.064:\\ \;\;\;\;1 - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;t\_0\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x.re x.im y.re y.im)
 :precision binary64
 (let* ((t_0 (pow (+ x.re (/ (* (* x.im x.im) 0.5) x.re)) y.re)))
   (if (<= y.re -2.05e-45)
     t_0
     (if (<= y.re 0.064) (- 1.0 (* (atan2 x.im x.re) y.im)) t_0))))

C

double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double t_0 = pow((x_46_re + (((x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)), y_46_re);
	double tmp;
	if (y_46_re <= -2.05e-45) {
		tmp = t_0;
	} else if (y_46_re <= 0.064) {
		tmp = 1.0 - (atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im);
	} else {
		tmp = t_0;
	}
	return tmp;
}

Fortran

real(8) function code(x_46re, x_46im, y_46re, y_46im)
    real(8), intent (in) :: x_46re
    real(8), intent (in) :: x_46im
    real(8), intent (in) :: y_46re
    real(8), intent (in) :: y_46im
    real(8) :: t_0
    real(8) :: tmp
    t_0 = (x_46re + (((x_46im * x_46im) * 0.5d0) / x_46re)) ** y_46re
    if (y_46re <= (-2.05d-45)) then
        tmp = t_0
    else if (y_46re <= 0.064d0) then
        tmp = 1.0d0 - (atan2(x_46im, x_46re) * y_46im)
    else
        tmp = t_0
    end if
    code = tmp
end function

Java

public static double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double t_0 = Math.pow((x_46_re + (((x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)), y_46_re);
	double tmp;
	if (y_46_re <= -2.05e-45) {
		tmp = t_0;
	} else if (y_46_re <= 0.064) {
		tmp = 1.0 - (Math.atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im);
	} else {
		tmp = t_0;
	}
	return tmp;
}

Python

def code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im):
	t_0 = math.pow((x_46_re + (((x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)), y_46_re)
	tmp = 0
	if y_46_re <= -2.05e-45:
		tmp = t_0
	elif y_46_re <= 0.064:
		tmp = 1.0 - (math.atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im)
	else:
		tmp = t_0
	return tmp

Julia

function code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	t_0 = Float64(x_46_re + Float64(Float64(Float64(x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)) ^ y_46_re
	tmp = 0.0
	if (y_46_re <= -2.05e-45)
		tmp = t_0;
	elseif (y_46_re <= 0.064)
		tmp = Float64(1.0 - Float64(atan(x_46_im, x_46_re) * y_46_im));
	else
		tmp = t_0;
	end
	return tmp
end

MATLAB

function tmp_2 = code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	t_0 = (x_46_re + (((x_46_im * x_46_im) * 0.5) / x_46_re)) ^ y_46_re;
	tmp = 0.0;
	if (y_46_re <= -2.05e-45)
		tmp = t_0;
	elseif (y_46_re <= 0.064)
		tmp = 1.0 - (atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im);
	else
		tmp = t_0;
	end
	tmp_2 = tmp;
end

Wolfram

code[x$46$re_, x$46$im_, y$46$re_, y$46$im_] := Block[{t$95$0 = N[Power[N[(x$46$re + N[(N[(N[(x$46$im * x$46$im), $MachinePrecision] * 0.5), $MachinePrecision] / x$46$re), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], y$46$re], $MachinePrecision]}, If[LessEqual[y$46$re, -2.05e-45], t$95$0, If[LessEqual[y$46$re, 0.064], N[(1.0 - N[(N[ArcTan[x$46$im / x$46$re], $MachinePrecision] * y$46$im), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], t$95$0]]]

Derivation

1. Split input into 2 regimes

2. if y.re < -2.05e-45 or 0.064000000000000001 < y.re

   1. Initial program 42.7%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Step-by-step derivation

      1. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \cos \color{blue}{\left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)} \]

      2. associate-*l/ N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      3. associate-/l* N/A

         \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \color{blue}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

      5. associate-/r/ N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}}} \]

      6. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im - \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

   3. Simplified 68.6%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right) \cdot y.im + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}} \]
   4. Add Preprocessing

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)}, \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)}\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      3. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), \color{blue}{y.im}\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      4. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      6. hypot-define N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      7. hypot-lowering-hypot.f64 73.2%

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 73.2%

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{1}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Simplified 70.2%

       \[\leadsto \frac{\color{blue}{1}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   11. Taylor expanded in y.im around 0

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}^{y.re}} \]
   12. Step-by-step derivation

       1. pow-lowering-pow.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right), \color{blue}{y.re}\right) \]

       2. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.re}^{2} + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       3. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       4. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right), y.re\right) \]

       5. hypot-define N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right), y.re\right) \]

       6. hypot-lowering-hypot.f64 72.1%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right) \]

   13. Simplified 72.1%

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}} \]

   14. Taylor expanded in x.im around 0

       \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\color{blue}{\left(x.re + \frac{1}{2} \cdot \frac{{x.im}^{2}}{x.re}\right)}, y.re\right) \]
   15. Step-by-step derivation

       1. associate-*r/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re + \frac{\frac{1}{2} \cdot {x.im}^{2}}{x.re}\right), y.re\right) \]

       2. associate-*l/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re + \frac{\frac{1}{2}}{x.re} \cdot {x.im}^{2}\right), y.re\right) \]

       3. metadata-eval N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re + \frac{\frac{1}{2} \cdot 1}{x.re} \cdot {x.im}^{2}\right), y.re\right) \]

       4. associate-*r/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.re + \left(\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{x.re}\right) \cdot {x.im}^{2}\right), y.re\right) \]

       5. +-lowering-+.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \left(\left(\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{x.re}\right) \cdot {x.im}^{2}\right)\right), y.re\right) \]

       6. associate-*r/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \left(\frac{\frac{1}{2} \cdot 1}{x.re} \cdot {x.im}^{2}\right)\right), y.re\right) \]

       7. metadata-eval N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \left(\frac{\frac{1}{2}}{x.re} \cdot {x.im}^{2}\right)\right), y.re\right) \]

       8. associate-*l/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \left(\frac{\frac{1}{2} \cdot {x.im}^{2}}{x.re}\right)\right), y.re\right) \]

       9. /-lowering-/.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \mathsf{/.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot {x.im}^{2}\right), x.re\right)\right), y.re\right) \]

       10. *-lowering-*.f64 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \left({x.im}^{2}\right)\right), x.re\right)\right), y.re\right) \]

       11. unpow2 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \left(x.im \cdot x.im\right)\right), x.re\right)\right), y.re\right) \]

       12. *-lowering-*.f64 74.2%

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.re, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right)\right), x.re\right)\right), y.re\right) \]

   16. Simplified 74.2%

       \[\leadsto {\color{blue}{\left(x.re + \frac{0.5 \cdot \left(x.im \cdot x.im\right)}{x.re}\right)}}^{y.re} \]

   if -2.05e-45 < y.re < 0.064000000000000001

   1. Initial program 38.6%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Add Preprocessing

   4. Applied egg-rr 41.0%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{-{\left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right)}^{\left(\frac{y.re}{2}\right)} \cdot \cos \left(\frac{y.im}{2} \cdot \log \left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right) + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{0 - e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(\frac{1}{2} \cdot \left(y.im \cdot \log \left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)}\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot \left(y.im \cdot \log \left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      2. associate-*r* N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(\left(\frac{1}{2} \cdot y.im\right) \cdot \log \left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      3. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot y.im\right), \log \left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      4. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \log \left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      5. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      6. +-lowering-+.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left({x.im}^{2}\right), \left({x.re}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      7. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left(x.im \cdot x.im\right), \left({x.re}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      8. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right), \left({x.re}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      9. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right), \left(x.re \cdot x.re\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      10. *-lowering-*.f64 40.1%

          \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right), \mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 40.1%

      \[\leadsto \frac{-\color{blue}{\cos \left(\left(0.5 \cdot y.im\right) \cdot \log \left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)\right)}}{0 - e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \color{blue}{1 + -1 \cdot \left(y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)} \]
   9. Step-by-step derivation

      1. +-lowering-+.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(1, \color{blue}{\left(-1 \cdot \left(y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)\right)}\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(-1, \color{blue}{\left(y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}\right)\right) \]

      3. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(-1, \mathsf{*.f64}\left(y.im, \color{blue}{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}}\right)\right)\right) \]

      4. atan2-lowering-atan2.f64 50.9%

         \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(-1, \mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{atan2.f64}\left(x.im, \color{blue}{x.re}\right)\right)\right)\right) \]

   10. Simplified 50.9%

       \[\leadsto \color{blue}{1 + -1 \cdot \left(y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)} \]
   11. Step-by-step derivation

       1. mul-1-neg N/A

          \[\leadsto 1 + \left(\mathsf{neg}\left(y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)\right) \]

       2. unsub-neg N/A

          \[\leadsto 1 - \color{blue}{y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}} \]

       3. --lowering--.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{\_.f64}\left(1, \color{blue}{\left(y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}\right) \]

       4. *-lowering-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{\_.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(y.im, \color{blue}{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}}\right)\right) \]

       5. atan2-lowering-atan2.f64 50.9%

          \[\leadsto \mathsf{\_.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{atan2.f64}\left(x.im, \color{blue}{x.re}\right)\right)\right) \]

   12. Applied egg-rr 50.9%

       \[\leadsto \color{blue}{1 - y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}} \]
3. Recombined 2 regimes into one program.

4. Final simplification 62.8%

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;y.re \leq -2.05 \cdot 10^{-45}:\\ \;\;\;\;{\left(x.re + \frac{\left(x.im \cdot x.im\right) \cdot 0.5}{x.re}\right)}^{y.re}\\ \mathbf{elif}\;y.re \leq 0.064:\\ \;\;\;\;1 - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;{\left(x.re + \frac{\left(x.im \cdot x.im\right) \cdot 0.5}{x.re}\right)}^{y.re}\\ \end{array} \]
5. Add Preprocessing

Alternative 10: 57.9% accurate, 6.9× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} t_0 := {\left(x.im + 0.5 \cdot \frac{x.re \cdot x.re}{x.im}\right)}^{y.re}\\ \mathbf{if}\;y.re \leq -3.8 \cdot 10^{-32}:\\ \;\;\;\;t\_0\\ \mathbf{elif}\;y.re \leq 0.106:\\ \;\;\;\;1 - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;t\_0\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x.re x.im y.re y.im)
 :precision binary64
 (let* ((t_0 (pow (+ x.im (* 0.5 (/ (* x.re x.re) x.im))) y.re)))
   (if (<= y.re -3.8e-32)
     t_0
     (if (<= y.re 0.106) (- 1.0 (* (atan2 x.im x.re) y.im)) t_0))))

C

double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double t_0 = pow((x_46_im + (0.5 * ((x_46_re * x_46_re) / x_46_im))), y_46_re);
	double tmp;
	if (y_46_re <= -3.8e-32) {
		tmp = t_0;
	} else if (y_46_re <= 0.106) {
		tmp = 1.0 - (atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im);
	} else {
		tmp = t_0;
	}
	return tmp;
}

Fortran

real(8) function code(x_46re, x_46im, y_46re, y_46im)
    real(8), intent (in) :: x_46re
    real(8), intent (in) :: x_46im
    real(8), intent (in) :: y_46re
    real(8), intent (in) :: y_46im
    real(8) :: t_0
    real(8) :: tmp
    t_0 = (x_46im + (0.5d0 * ((x_46re * x_46re) / x_46im))) ** y_46re
    if (y_46re <= (-3.8d-32)) then
        tmp = t_0
    else if (y_46re <= 0.106d0) then
        tmp = 1.0d0 - (atan2(x_46im, x_46re) * y_46im)
    else
        tmp = t_0
    end if
    code = tmp
end function

Java

public static double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double t_0 = Math.pow((x_46_im + (0.5 * ((x_46_re * x_46_re) / x_46_im))), y_46_re);
	double tmp;
	if (y_46_re <= -3.8e-32) {
		tmp = t_0;
	} else if (y_46_re <= 0.106) {
		tmp = 1.0 - (Math.atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im);
	} else {
		tmp = t_0;
	}
	return tmp;
}

Python

def code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im):
	t_0 = math.pow((x_46_im + (0.5 * ((x_46_re * x_46_re) / x_46_im))), y_46_re)
	tmp = 0
	if y_46_re <= -3.8e-32:
		tmp = t_0
	elif y_46_re <= 0.106:
		tmp = 1.0 - (math.atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im)
	else:
		tmp = t_0
	return tmp

Julia

function code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	t_0 = Float64(x_46_im + Float64(0.5 * Float64(Float64(x_46_re * x_46_re) / x_46_im))) ^ y_46_re
	tmp = 0.0
	if (y_46_re <= -3.8e-32)
		tmp = t_0;
	elseif (y_46_re <= 0.106)
		tmp = Float64(1.0 - Float64(atan(x_46_im, x_46_re) * y_46_im));
	else
		tmp = t_0;
	end
	return tmp
end

MATLAB

function tmp_2 = code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	t_0 = (x_46_im + (0.5 * ((x_46_re * x_46_re) / x_46_im))) ^ y_46_re;
	tmp = 0.0;
	if (y_46_re <= -3.8e-32)
		tmp = t_0;
	elseif (y_46_re <= 0.106)
		tmp = 1.0 - (atan2(x_46_im, x_46_re) * y_46_im);
	else
		tmp = t_0;
	end
	tmp_2 = tmp;
end

Wolfram

code[x$46$re_, x$46$im_, y$46$re_, y$46$im_] := Block[{t$95$0 = N[Power[N[(x$46$im + N[(0.5 * N[(N[(x$46$re * x$46$re), $MachinePrecision] / x$46$im), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], y$46$re], $MachinePrecision]}, If[LessEqual[y$46$re, -3.8e-32], t$95$0, If[LessEqual[y$46$re, 0.106], N[(1.0 - N[(N[ArcTan[x$46$im / x$46$re], $MachinePrecision] * y$46$im), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], t$95$0]]]

Derivation

1. Split input into 2 regimes

2. if y.re < -3.80000000000000008e-32 or 0.105999999999999997 < y.re

   1. Initial program 43.0%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Step-by-step derivation

      1. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \cos \color{blue}{\left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)} \]

      2. associate-*l/ N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      3. associate-/l* N/A

         \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \color{blue}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

      5. associate-/r/ N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}}} \]

      6. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im - \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

   3. Simplified 67.9%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right) \cdot y.im + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}} \]
   4. Add Preprocessing

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)}, \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)}\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      3. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), \color{blue}{y.im}\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      4. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      6. hypot-define N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      7. hypot-lowering-hypot.f64 72.6%

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 72.6%

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{1}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Simplified 70.3%

       \[\leadsto \frac{\color{blue}{1}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   11. Taylor expanded in y.im around 0

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}^{y.re}} \]
   12. Step-by-step derivation

       1. pow-lowering-pow.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right), \color{blue}{y.re}\right) \]

       2. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.re}^{2} + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       3. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       4. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right), y.re\right) \]

       5. hypot-define N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right), y.re\right) \]

       6. hypot-lowering-hypot.f64 73.7%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right) \]

   13. Simplified 73.7%

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}} \]

   14. Taylor expanded in x.re around 0

       \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\color{blue}{\left(x.im + \frac{1}{2} \cdot \frac{{x.re}^{2}}{x.im}\right)}, y.re\right) \]
   15. Step-by-step derivation

       1. associate-*r/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.im + \frac{\frac{1}{2} \cdot {x.re}^{2}}{x.im}\right), y.re\right) \]

       2. associate-*l/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.im + \frac{\frac{1}{2}}{x.im} \cdot {x.re}^{2}\right), y.re\right) \]

       3. metadata-eval N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.im + \frac{\frac{1}{2} \cdot 1}{x.im} \cdot {x.re}^{2}\right), y.re\right) \]

       4. associate-*r/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(x.im + \left(\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{x.im}\right) \cdot {x.re}^{2}\right), y.re\right) \]

       5. +-lowering-+.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.im, \left(\left(\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{x.im}\right) \cdot {x.re}^{2}\right)\right), y.re\right) \]

       6. associate-*r/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.im, \left(\frac{\frac{1}{2} \cdot 1}{x.im} \cdot {x.re}^{2}\right)\right), y.re\right) \]

       7. metadata-eval N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.im, \left(\frac{\frac{1}{2}}{x.im} \cdot {x.re}^{2}\right)\right), y.re\right) \]

       8. associate-*l/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.im, \left(\frac{\frac{1}{2} \cdot {x.re}^{2}}{x.im}\right)\right), y.re\right) \]

       9. associate-*r/ N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.im, \left(\frac{1}{2} \cdot \frac{{x.re}^{2}}{x.im}\right)\right), y.re\right) \]

       10. *-lowering-*.f64 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.im, \mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \left(\frac{{x.re}^{2}}{x.im}\right)\right)\right), y.re\right) \]

       11. /-lowering-/.f64 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.im, \mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{/.f64}\left(\left({x.re}^{2}\right), x.im\right)\right)\right), y.re\right) \]

       12. unpow2 N/A

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.im, \mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{/.f64}\left(\left(x.re \cdot x.re\right), x.im\right)\right)\right), y.re\right) \]

       13. *-lowering-*.f64 67.5%

           \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x.im, \mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right), x.im\right)\right)\right), y.re\right) \]

   16. Simplified 67.5%

       \[\leadsto {\color{blue}{\left(x.im + 0.5 \cdot \frac{x.re \cdot x.re}{x.im}\right)}}^{y.re} \]

   if -3.80000000000000008e-32 < y.re < 0.105999999999999997

   1. Initial program 38.4%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Add Preprocessing

   4. Applied egg-rr 40.7%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{-{\left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right)}^{\left(\frac{y.re}{2}\right)} \cdot \cos \left(\frac{y.im}{2} \cdot \log \left(x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im\right) + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{0 - e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(\frac{1}{2} \cdot \left(y.im \cdot \log \left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)}\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot \left(y.im \cdot \log \left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      2. associate-*r* N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(\left(\frac{1}{2} \cdot y.im\right) \cdot \log \left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      3. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot y.im\right), \log \left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      4. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \log \left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      5. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\left({x.im}^{2} + {x.re}^{2}\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      6. +-lowering-+.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left({x.im}^{2}\right), \left({x.re}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      7. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\left(x.im \cdot x.im\right), \left({x.re}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      8. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right), \left({x.re}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      9. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right), \left(x.re \cdot x.re\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

      10. *-lowering-*.f64 39.9%

          \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{neg.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{1}{2}, y.im\right), \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x.im, x.im\right), \mathsf{*.f64}\left(x.re, x.re\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 39.9%

      \[\leadsto \frac{-\color{blue}{\cos \left(\left(0.5 \cdot y.im\right) \cdot \log \left(x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re\right)\right)}}{0 - e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \color{blue}{1 + -1 \cdot \left(y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)} \]
   9. Step-by-step derivation

      1. +-lowering-+.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(1, \color{blue}{\left(-1 \cdot \left(y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)\right)}\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(-1, \color{blue}{\left(y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}\right)\right) \]

      3. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(-1, \mathsf{*.f64}\left(y.im, \color{blue}{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}}\right)\right)\right) \]

      4. atan2-lowering-atan2.f64 49.8%

         \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(-1, \mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{atan2.f64}\left(x.im, \color{blue}{x.re}\right)\right)\right)\right) \]

   10. Simplified 49.8%

       \[\leadsto \color{blue}{1 + -1 \cdot \left(y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)} \]
   11. Step-by-step derivation

       1. mul-1-neg N/A

          \[\leadsto 1 + \left(\mathsf{neg}\left(y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)\right) \]

       2. unsub-neg N/A

          \[\leadsto 1 - \color{blue}{y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}} \]

       3. --lowering--.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{\_.f64}\left(1, \color{blue}{\left(y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}\right) \]

       4. *-lowering-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{\_.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(y.im, \color{blue}{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}}\right)\right) \]

       5. atan2-lowering-atan2.f64 49.8%

          \[\leadsto \mathsf{\_.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{atan2.f64}\left(x.im, \color{blue}{x.re}\right)\right)\right) \]

   12. Applied egg-rr 49.8%

       \[\leadsto \color{blue}{1 - y.im \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}} \]
3. Recombined 2 regimes into one program.

4. Final simplification 58.6%

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;y.re \leq -3.8 \cdot 10^{-32}:\\ \;\;\;\;{\left(x.im + 0.5 \cdot \frac{x.re \cdot x.re}{x.im}\right)}^{y.re}\\ \mathbf{elif}\;y.re \leq 0.106:\\ \;\;\;\;1 - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;{\left(x.im + 0.5 \cdot \frac{x.re \cdot x.re}{x.im}\right)}^{y.re}\\ \end{array} \]
5. Add Preprocessing

Alternative 11: 54.4% accurate, 7.4× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;x.re \leq -6 \cdot 10^{-21}:\\ \;\;\;\;{\left(0 - x.re\right)}^{y.re}\\ \mathbf{elif}\;x.re \leq 9.5 \cdot 10^{-214}:\\ \;\;\;\;{x.im}^{y.re}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;{x.re}^{y.re}\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x.re x.im y.re y.im)
 :precision binary64
 (if (<= x.re -6e-21)
   (pow (- 0.0 x.re) y.re)
   (if (<= x.re 9.5e-214) (pow x.im y.re) (pow x.re y.re))))

C

double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double tmp;
	if (x_46_re <= -6e-21) {
		tmp = pow((0.0 - x_46_re), y_46_re);
	} else if (x_46_re <= 9.5e-214) {
		tmp = pow(x_46_im, y_46_re);
	} else {
		tmp = pow(x_46_re, y_46_re);
	}
	return tmp;
}

Fortran

real(8) function code(x_46re, x_46im, y_46re, y_46im)
    real(8), intent (in) :: x_46re
    real(8), intent (in) :: x_46im
    real(8), intent (in) :: y_46re
    real(8), intent (in) :: y_46im
    real(8) :: tmp
    if (x_46re <= (-6d-21)) then
        tmp = (0.0d0 - x_46re) ** y_46re
    else if (x_46re <= 9.5d-214) then
        tmp = x_46im ** y_46re
    else
        tmp = x_46re ** y_46re
    end if
    code = tmp
end function

Java

public static double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double tmp;
	if (x_46_re <= -6e-21) {
		tmp = Math.pow((0.0 - x_46_re), y_46_re);
	} else if (x_46_re <= 9.5e-214) {
		tmp = Math.pow(x_46_im, y_46_re);
	} else {
		tmp = Math.pow(x_46_re, y_46_re);
	}
	return tmp;
}

Python

def code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im):
	tmp = 0
	if x_46_re <= -6e-21:
		tmp = math.pow((0.0 - x_46_re), y_46_re)
	elif x_46_re <= 9.5e-214:
		tmp = math.pow(x_46_im, y_46_re)
	else:
		tmp = math.pow(x_46_re, y_46_re)
	return tmp

Julia

function code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	tmp = 0.0
	if (x_46_re <= -6e-21)
		tmp = Float64(0.0 - x_46_re) ^ y_46_re;
	elseif (x_46_re <= 9.5e-214)
		tmp = x_46_im ^ y_46_re;
	else
		tmp = x_46_re ^ y_46_re;
	end
	return tmp
end

MATLAB

function tmp_2 = code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	tmp = 0.0;
	if (x_46_re <= -6e-21)
		tmp = (0.0 - x_46_re) ^ y_46_re;
	elseif (x_46_re <= 9.5e-214)
		tmp = x_46_im ^ y_46_re;
	else
		tmp = x_46_re ^ y_46_re;
	end
	tmp_2 = tmp;
end

Wolfram

code[x$46$re_, x$46$im_, y$46$re_, y$46$im_] := If[LessEqual[x$46$re, -6e-21], N[Power[N[(0.0 - x$46$re), $MachinePrecision], y$46$re], $MachinePrecision], If[LessEqual[x$46$re, 9.5e-214], N[Power[x$46$im, y$46$re], $MachinePrecision], N[Power[x$46$re, y$46$re], $MachinePrecision]]]

Derivation

1. Split input into 3 regimes

2. if x.re < -5.99999999999999982e-21

   1. Initial program 35.5%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Step-by-step derivation

      1. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \cos \color{blue}{\left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)} \]

      2. associate-*l/ N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      3. associate-/l* N/A

         \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \color{blue}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

      5. associate-/r/ N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}}} \]

      6. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im - \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

   3. Simplified 79.2%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right) \cdot y.im + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}} \]
   4. Add Preprocessing

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)}, \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)}\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      3. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), \color{blue}{y.im}\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      4. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      6. hypot-define N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      7. hypot-lowering-hypot.f64 81.6%

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 81.6%

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{1}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Simplified 85.1%

       \[\leadsto \frac{\color{blue}{1}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   11. Taylor expanded in y.im around 0

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}^{y.re}} \]
   12. Step-by-step derivation

       1. pow-lowering-pow.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right), \color{blue}{y.re}\right) \]

       2. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.re}^{2} + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       3. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       4. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right), y.re\right) \]

       5. hypot-define N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right), y.re\right) \]

       6. hypot-lowering-hypot.f64 57.4%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right) \]

   13. Simplified 57.4%

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}} \]

   14. Taylor expanded in x.re around -inf

       \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\color{blue}{\left(-1 \cdot x.re\right)}, y.re\right) \]
   15. Step-by-step derivation

       1. mul-1-neg N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\mathsf{neg}\left(x.re\right)\right), y.re\right) \]

       2. neg-sub0 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(0 - x.re\right), y.re\right) \]

       3. --lowering--.f64 57.4%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(0, x.re\right), y.re\right) \]

   16. Simplified 57.4%

       \[\leadsto {\color{blue}{\left(0 - x.re\right)}}^{y.re} \]

   if -5.99999999999999982e-21 < x.re < 9.4999999999999999e-214

   1. Initial program 52.1%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Step-by-step derivation

      1. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \cos \color{blue}{\left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)} \]

      2. associate-*l/ N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      3. associate-/l* N/A

         \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \color{blue}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

      5. associate-/r/ N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}}} \]

      6. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im - \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

   3. Simplified 69.0%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right) \cdot y.im + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}} \]
   4. Add Preprocessing

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)}, \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)}\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      3. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), \color{blue}{y.im}\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      4. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      6. hypot-define N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      7. hypot-lowering-hypot.f64 76.0%

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 76.0%

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{1}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Simplified 74.2%

       \[\leadsto \frac{\color{blue}{1}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   11. Taylor expanded in y.im around 0

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}^{y.re}} \]
   12. Step-by-step derivation

       1. pow-lowering-pow.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right), \color{blue}{y.re}\right) \]

       2. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.re}^{2} + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       3. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       4. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right), y.re\right) \]

       5. hypot-define N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right), y.re\right) \]

       6. hypot-lowering-hypot.f64 60.3%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right) \]

   13. Simplified 60.3%

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}} \]

   14. Taylor expanded in x.re around 0

       \[\leadsto \color{blue}{{x.im}^{y.re}} \]
   15. Step-by-step derivation

       1. pow-lowering-pow.f64 51.7%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(x.im, \color{blue}{y.re}\right) \]

   16. Simplified 51.7%

       \[\leadsto \color{blue}{{x.im}^{y.re}} \]

   if 9.4999999999999999e-214 < x.re

   1. Initial program 37.0%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Step-by-step derivation

      1. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \cos \color{blue}{\left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)} \]

      2. associate-*l/ N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      3. associate-/l* N/A

         \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \color{blue}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

      5. associate-/r/ N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}}} \]

      6. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im - \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

   3. Simplified 75.0%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right) \cdot y.im + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}} \]
   4. Add Preprocessing

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)}, \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)}\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      3. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), \color{blue}{y.im}\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      4. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      6. hypot-define N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      7. hypot-lowering-hypot.f64 72.9%

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 72.9%

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{1}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Simplified 72.1%

       \[\leadsto \frac{\color{blue}{1}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   11. Taylor expanded in y.im around 0

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}^{y.re}} \]
   12. Step-by-step derivation

       1. pow-lowering-pow.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right), \color{blue}{y.re}\right) \]

       2. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.re}^{2} + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       3. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       4. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right), y.re\right) \]

       5. hypot-define N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right), y.re\right) \]

       6. hypot-lowering-hypot.f64 67.4%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right) \]

   13. Simplified 67.4%

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}} \]

   14. Taylor expanded in x.im around 0

       \[\leadsto \color{blue}{{x.re}^{y.re}} \]
   15. Step-by-step derivation

       1. pow-lowering-pow.f64 64.4%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(x.re, \color{blue}{y.re}\right) \]

   16. Simplified 64.4%

       \[\leadsto \color{blue}{{x.re}^{y.re}} \]
3. Recombined 3 regimes into one program.
4. Add Preprocessing

Alternative 12: 54.2% accurate, 7.4× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;x.im \leq -3.8 \cdot 10^{-149}:\\ \;\;\;\;{\left(0 - x.im\right)}^{y.re}\\ \mathbf{elif}\;x.im \leq 2.8:\\ \;\;\;\;{x.re}^{y.re}\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;{x.im}^{y.re}\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x.re x.im y.re y.im)
 :precision binary64
 (if (<= x.im -3.8e-149)
   (pow (- 0.0 x.im) y.re)
   (if (<= x.im 2.8) (pow x.re y.re) (pow x.im y.re))))

C

double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double tmp;
	if (x_46_im <= -3.8e-149) {
		tmp = pow((0.0 - x_46_im), y_46_re);
	} else if (x_46_im <= 2.8) {
		tmp = pow(x_46_re, y_46_re);
	} else {
		tmp = pow(x_46_im, y_46_re);
	}
	return tmp;
}

Fortran

real(8) function code(x_46re, x_46im, y_46re, y_46im)
    real(8), intent (in) :: x_46re
    real(8), intent (in) :: x_46im
    real(8), intent (in) :: y_46re
    real(8), intent (in) :: y_46im
    real(8) :: tmp
    if (x_46im <= (-3.8d-149)) then
        tmp = (0.0d0 - x_46im) ** y_46re
    else if (x_46im <= 2.8d0) then
        tmp = x_46re ** y_46re
    else
        tmp = x_46im ** y_46re
    end if
    code = tmp
end function

Java

public static double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double tmp;
	if (x_46_im <= -3.8e-149) {
		tmp = Math.pow((0.0 - x_46_im), y_46_re);
	} else if (x_46_im <= 2.8) {
		tmp = Math.pow(x_46_re, y_46_re);
	} else {
		tmp = Math.pow(x_46_im, y_46_re);
	}
	return tmp;
}

Python

def code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im):
	tmp = 0
	if x_46_im <= -3.8e-149:
		tmp = math.pow((0.0 - x_46_im), y_46_re)
	elif x_46_im <= 2.8:
		tmp = math.pow(x_46_re, y_46_re)
	else:
		tmp = math.pow(x_46_im, y_46_re)
	return tmp

Julia

function code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	tmp = 0.0
	if (x_46_im <= -3.8e-149)
		tmp = Float64(0.0 - x_46_im) ^ y_46_re;
	elseif (x_46_im <= 2.8)
		tmp = x_46_re ^ y_46_re;
	else
		tmp = x_46_im ^ y_46_re;
	end
	return tmp
end

MATLAB

function tmp_2 = code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	tmp = 0.0;
	if (x_46_im <= -3.8e-149)
		tmp = (0.0 - x_46_im) ^ y_46_re;
	elseif (x_46_im <= 2.8)
		tmp = x_46_re ^ y_46_re;
	else
		tmp = x_46_im ^ y_46_re;
	end
	tmp_2 = tmp;
end

Wolfram

code[x$46$re_, x$46$im_, y$46$re_, y$46$im_] := If[LessEqual[x$46$im, -3.8e-149], N[Power[N[(0.0 - x$46$im), $MachinePrecision], y$46$re], $MachinePrecision], If[LessEqual[x$46$im, 2.8], N[Power[x$46$re, y$46$re], $MachinePrecision], N[Power[x$46$im, y$46$re], $MachinePrecision]]]

Derivation

1. Split input into 3 regimes

2. if x.im < -3.80000000000000005e-149

   1. Initial program 34.0%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Step-by-step derivation

      1. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \cos \color{blue}{\left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)} \]

      2. associate-*l/ N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      3. associate-/l* N/A

         \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \color{blue}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

      5. associate-/r/ N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}}} \]

      6. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im - \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

   3. Simplified 74.3%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right) \cdot y.im + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}} \]
   4. Add Preprocessing

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)}, \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)}\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      3. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), \color{blue}{y.im}\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      4. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      6. hypot-define N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      7. hypot-lowering-hypot.f64 72.2%

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 72.2%

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{1}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Simplified 72.1%

       \[\leadsto \frac{\color{blue}{1}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   11. Taylor expanded in y.im around 0

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}^{y.re}} \]
   12. Step-by-step derivation

       1. pow-lowering-pow.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right), \color{blue}{y.re}\right) \]

       2. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.re}^{2} + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       3. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       4. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right), y.re\right) \]

       5. hypot-define N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right), y.re\right) \]

       6. hypot-lowering-hypot.f64 54.1%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right) \]

   13. Simplified 54.1%

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}} \]

   14. Taylor expanded in x.im around -inf

       \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\color{blue}{\left(-1 \cdot x.im\right)}, y.re\right) \]
   15. Step-by-step derivation

       1. mul-1-neg N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\mathsf{neg}\left(x.im\right)\right), y.re\right) \]

       2. neg-sub0 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(0 - x.im\right), y.re\right) \]

       3. --lowering--.f64 51.6%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(0, x.im\right), y.re\right) \]

   16. Simplified 51.6%

       \[\leadsto {\color{blue}{\left(0 - x.im\right)}}^{y.re} \]

   if -3.80000000000000005e-149 < x.im < 2.7999999999999998

   1. Initial program 52.5%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Step-by-step derivation

      1. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \cos \color{blue}{\left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)} \]

      2. associate-*l/ N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      3. associate-/l* N/A

         \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \color{blue}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

      5. associate-/r/ N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}}} \]

      6. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im - \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

   3. Simplified 74.6%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right) \cdot y.im + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}} \]
   4. Add Preprocessing

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)}, \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)}\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      3. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), \color{blue}{y.im}\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      4. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      6. hypot-define N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      7. hypot-lowering-hypot.f64 77.1%

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 77.1%

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{1}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Simplified 78.4%

       \[\leadsto \frac{\color{blue}{1}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   11. Taylor expanded in y.im around 0

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}^{y.re}} \]
   12. Step-by-step derivation

       1. pow-lowering-pow.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right), \color{blue}{y.re}\right) \]

       2. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.re}^{2} + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       3. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       4. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right), y.re\right) \]

       5. hypot-define N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right), y.re\right) \]

       6. hypot-lowering-hypot.f64 66.1%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right) \]

   13. Simplified 66.1%

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}} \]

   14. Taylor expanded in x.im around 0

       \[\leadsto \color{blue}{{x.re}^{y.re}} \]
   15. Step-by-step derivation

       1. pow-lowering-pow.f64 53.0%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(x.re, \color{blue}{y.re}\right) \]

   16. Simplified 53.0%

       \[\leadsto \color{blue}{{x.re}^{y.re}} \]

   if 2.7999999999999998 < x.im

   1. Initial program 29.0%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Step-by-step derivation

      1. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \cos \color{blue}{\left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)} \]

      2. associate-*l/ N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      3. associate-/l* N/A

         \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \color{blue}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

      5. associate-/r/ N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}}} \]

      6. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im - \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

   3. Simplified 75.7%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right) \cdot y.im + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}} \]
   4. Add Preprocessing

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)}, \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)}\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      3. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), \color{blue}{y.im}\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      4. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      6. hypot-define N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      7. hypot-lowering-hypot.f64 82.2%

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 82.2%

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{1}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Simplified 81.7%

       \[\leadsto \frac{\color{blue}{1}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   11. Taylor expanded in y.im around 0

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}^{y.re}} \]
   12. Step-by-step derivation

       1. pow-lowering-pow.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right), \color{blue}{y.re}\right) \]

       2. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.re}^{2} + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       3. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       4. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right), y.re\right) \]

       5. hypot-define N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right), y.re\right) \]

       6. hypot-lowering-hypot.f64 65.7%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right) \]

   13. Simplified 65.7%

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}} \]

   14. Taylor expanded in x.re around 0

       \[\leadsto \color{blue}{{x.im}^{y.re}} \]
   15. Step-by-step derivation

       1. pow-lowering-pow.f64 64.9%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(x.im, \color{blue}{y.re}\right) \]

   16. Simplified 64.9%

       \[\leadsto \color{blue}{{x.im}^{y.re}} \]
3. Recombined 3 regimes into one program.
4. Add Preprocessing

Alternative 13: 52.6% accurate, 7.4× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;y.re \leq -9.2 \cdot 10^{-17}:\\ \;\;\;\;{x.re}^{y.re}\\ \mathbf{elif}\;y.re \leq 0.096:\\ \;\;\;\;1\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;{x.re}^{y.re}\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x.re x.im y.re y.im)
 :precision binary64
 (if (<= y.re -9.2e-17)
   (pow x.re y.re)
   (if (<= y.re 0.096) 1.0 (pow x.re y.re))))

C

double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double tmp;
	if (y_46_re <= -9.2e-17) {
		tmp = pow(x_46_re, y_46_re);
	} else if (y_46_re <= 0.096) {
		tmp = 1.0;
	} else {
		tmp = pow(x_46_re, y_46_re);
	}
	return tmp;
}

Fortran

real(8) function code(x_46re, x_46im, y_46re, y_46im)
    real(8), intent (in) :: x_46re
    real(8), intent (in) :: x_46im
    real(8), intent (in) :: y_46re
    real(8), intent (in) :: y_46im
    real(8) :: tmp
    if (y_46re <= (-9.2d-17)) then
        tmp = x_46re ** y_46re
    else if (y_46re <= 0.096d0) then
        tmp = 1.0d0
    else
        tmp = x_46re ** y_46re
    end if
    code = tmp
end function

Java

public static double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double tmp;
	if (y_46_re <= -9.2e-17) {
		tmp = Math.pow(x_46_re, y_46_re);
	} else if (y_46_re <= 0.096) {
		tmp = 1.0;
	} else {
		tmp = Math.pow(x_46_re, y_46_re);
	}
	return tmp;
}

Python

def code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im):
	tmp = 0
	if y_46_re <= -9.2e-17:
		tmp = math.pow(x_46_re, y_46_re)
	elif y_46_re <= 0.096:
		tmp = 1.0
	else:
		tmp = math.pow(x_46_re, y_46_re)
	return tmp

Julia

function code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	tmp = 0.0
	if (y_46_re <= -9.2e-17)
		tmp = x_46_re ^ y_46_re;
	elseif (y_46_re <= 0.096)
		tmp = 1.0;
	else
		tmp = x_46_re ^ y_46_re;
	end
	return tmp
end

MATLAB

function tmp_2 = code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	tmp = 0.0;
	if (y_46_re <= -9.2e-17)
		tmp = x_46_re ^ y_46_re;
	elseif (y_46_re <= 0.096)
		tmp = 1.0;
	else
		tmp = x_46_re ^ y_46_re;
	end
	tmp_2 = tmp;
end

Wolfram

code[x$46$re_, x$46$im_, y$46$re_, y$46$im_] := If[LessEqual[y$46$re, -9.2e-17], N[Power[x$46$re, y$46$re], $MachinePrecision], If[LessEqual[y$46$re, 0.096], 1.0, N[Power[x$46$re, y$46$re], $MachinePrecision]]]

Derivation

1. Split input into 2 regimes

2. if y.re < -9.20000000000000035e-17 or 0.096000000000000002 < y.re

   1. Initial program 43.2%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Step-by-step derivation

      1. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \cos \color{blue}{\left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)} \]

      2. associate-*l/ N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      3. associate-/l* N/A

         \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \color{blue}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

      5. associate-/r/ N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}}} \]

      6. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im - \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

   3. Simplified 67.2%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right) \cdot y.im + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}} \]
   4. Add Preprocessing

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)}, \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)}\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      3. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), \color{blue}{y.im}\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      4. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      6. hypot-define N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      7. hypot-lowering-hypot.f64 72.0%

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 72.0%

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{1}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Simplified 69.6%

       \[\leadsto \frac{\color{blue}{1}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   11. Taylor expanded in y.im around 0

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}^{y.re}} \]
   12. Step-by-step derivation

       1. pow-lowering-pow.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right), \color{blue}{y.re}\right) \]

       2. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.re}^{2} + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       3. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       4. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right), y.re\right) \]

       5. hypot-define N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right), y.re\right) \]

       6. hypot-lowering-hypot.f64 74.6%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right) \]

   13. Simplified 74.6%

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}} \]

   14. Taylor expanded in x.im around 0

       \[\leadsto \color{blue}{{x.re}^{y.re}} \]
   15. Step-by-step derivation

       1. pow-lowering-pow.f64 60.4%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(x.re, \color{blue}{y.re}\right) \]

   16. Simplified 60.4%

       \[\leadsto \color{blue}{{x.re}^{y.re}} \]

   if -9.20000000000000035e-17 < y.re < 0.096000000000000002

   1. Initial program 38.3%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\cos \left(y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right) \cdot {\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}^{y.re}} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\cos \left(y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right), \color{blue}{\left({\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}^{y.re}\right)}\right) \]

      2. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)\right), \left({\color{blue}{\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}}^{y.re}\right)\right) \]

      3. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.re, \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)\right), \left({\left(\sqrt{\color{blue}{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}}\right)}^{y.re}\right)\right) \]

      4. atan2-lowering-atan2.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.re, \mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right), \left({\left(\sqrt{{x.im}^{2} + \color{blue}{{x.re}^{2}}}\right)}^{y.re}\right)\right) \]

      5. pow-lowering-pow.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.re, \mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right), \color{blue}{y.re}\right)\right) \]

      6. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.re, \mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right), y.re\right)\right) \]

      7. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.re, \mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right), y.re\right)\right) \]

      8. hypot-define N/A

         \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.re, \mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right), y.re\right)\right) \]

      9. hypot-lowering-hypot.f64 50.7%

         \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.re, \mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right), y.re\right)\right) \]

   5. Simplified 50.7%

      \[\leadsto \color{blue}{\cos \left(y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right) \cdot {\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)}^{y.re}} \]

   6. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \color{blue}{1} \]
   7. Step-by-step derivation

   8. Simplified 49.0%

      \[\leadsto \color{blue}{1} \]
3. Recombined 2 regimes into one program.
4. Add Preprocessing

Alternative 14: 51.8% accurate, 7.4× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;y.re \leq -1050:\\ \;\;\;\;{x.im}^{y.re}\\ \mathbf{elif}\;y.re \leq 7600:\\ \;\;\;\;1\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;{x.im}^{y.re}\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x.re x.im y.re y.im)
 :precision binary64
 (if (<= y.re -1050.0)
   (pow x.im y.re)
   (if (<= y.re 7600.0) 1.0 (pow x.im y.re))))

C

double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double tmp;
	if (y_46_re <= -1050.0) {
		tmp = pow(x_46_im, y_46_re);
	} else if (y_46_re <= 7600.0) {
		tmp = 1.0;
	} else {
		tmp = pow(x_46_im, y_46_re);
	}
	return tmp;
}

Fortran

real(8) function code(x_46re, x_46im, y_46re, y_46im)
    real(8), intent (in) :: x_46re
    real(8), intent (in) :: x_46im
    real(8), intent (in) :: y_46re
    real(8), intent (in) :: y_46im
    real(8) :: tmp
    if (y_46re <= (-1050.0d0)) then
        tmp = x_46im ** y_46re
    else if (y_46re <= 7600.0d0) then
        tmp = 1.0d0
    else
        tmp = x_46im ** y_46re
    end if
    code = tmp
end function

Java

public static double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	double tmp;
	if (y_46_re <= -1050.0) {
		tmp = Math.pow(x_46_im, y_46_re);
	} else if (y_46_re <= 7600.0) {
		tmp = 1.0;
	} else {
		tmp = Math.pow(x_46_im, y_46_re);
	}
	return tmp;
}

Python

def code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im):
	tmp = 0
	if y_46_re <= -1050.0:
		tmp = math.pow(x_46_im, y_46_re)
	elif y_46_re <= 7600.0:
		tmp = 1.0
	else:
		tmp = math.pow(x_46_im, y_46_re)
	return tmp

Julia

function code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	tmp = 0.0
	if (y_46_re <= -1050.0)
		tmp = x_46_im ^ y_46_re;
	elseif (y_46_re <= 7600.0)
		tmp = 1.0;
	else
		tmp = x_46_im ^ y_46_re;
	end
	return tmp
end

MATLAB

function tmp_2 = code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	tmp = 0.0;
	if (y_46_re <= -1050.0)
		tmp = x_46_im ^ y_46_re;
	elseif (y_46_re <= 7600.0)
		tmp = 1.0;
	else
		tmp = x_46_im ^ y_46_re;
	end
	tmp_2 = tmp;
end

Wolfram

code[x$46$re_, x$46$im_, y$46$re_, y$46$im_] := If[LessEqual[y$46$re, -1050.0], N[Power[x$46$im, y$46$re], $MachinePrecision], If[LessEqual[y$46$re, 7600.0], 1.0, N[Power[x$46$im, y$46$re], $MachinePrecision]]]

Derivation

1. Split input into 2 regimes

2. if y.re < -1050 or 7600 < y.re

   1. Initial program 42.0%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Step-by-step derivation

      1. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \cos \color{blue}{\left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)} \]

      2. associate-*l/ N/A

         \[\leadsto \frac{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      3. associate-/l* N/A

         \[\leadsto e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re} \cdot \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}} \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}} \cdot \color{blue}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

      5. associate-/r/ N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{\color{blue}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}}}} \]

      6. exp-diff N/A

         \[\leadsto \frac{\cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right)}{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im - \log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re}} \]

   3. Simplified 65.5%

      \[\leadsto \color{blue}{\frac{\cos \left(\log \left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right) \cdot y.im + y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}}} \]
   4. Add Preprocessing

   5. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   6. Step-by-step derivation

      1. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.im \cdot \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right)}, \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      2. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \log \left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\color{blue}{\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)}\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      3. log-lowering-log.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), \color{blue}{y.im}\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      4. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      6. hypot-define N/A

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

      7. hypot-lowering-hypot.f64 70.6%

         \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.im, \mathsf{log.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)\right), \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]

   7. Simplified 70.6%

      \[\leadsto \frac{\color{blue}{\cos \left(y.im \cdot \log \left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)\right)}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   8. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(\color{blue}{1}, \mathsf{/.f64}\left(\mathsf{exp.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right), y.im\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right)\right)\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Simplified 68.1%

       \[\leadsto \frac{\color{blue}{1}}{\frac{e^{\tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im}}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}}} \]

   11. Taylor expanded in y.im around 0

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}^{y.re}} \]
   12. Step-by-step derivation

       1. pow-lowering-pow.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right), \color{blue}{y.re}\right) \]

       2. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.re}^{2} + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       3. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + {x.im}^{2}}\right), y.re\right) \]

       4. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right), y.re\right) \]

       5. hypot-define N/A

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right), y.re\right) \]

       6. hypot-lowering-hypot.f64 75.8%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.re, x.im\right), y.re\right) \]

   13. Simplified 75.8%

       \[\leadsto \color{blue}{{\left(\mathsf{hypot}\left(x.re, x.im\right)\right)}^{y.re}} \]

   14. Taylor expanded in x.re around 0

       \[\leadsto \color{blue}{{x.im}^{y.re}} \]
   15. Step-by-step derivation

       1. pow-lowering-pow.f64 50.9%

          \[\leadsto \mathsf{pow.f64}\left(x.im, \color{blue}{y.re}\right) \]

   16. Simplified 50.9%

       \[\leadsto \color{blue}{{x.im}^{y.re}} \]

   if -1050 < y.re < 7600

   1. Initial program 39.5%

      \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y.im around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\cos \left(y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right) \cdot {\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}^{y.re}} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\cos \left(y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right), \color{blue}{\left({\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}^{y.re}\right)}\right) \]

      2. cos-lowering-cos.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)\right), \left({\color{blue}{\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}}^{y.re}\right)\right) \]

      3. *-lowering-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.re, \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)\right), \left({\left(\sqrt{\color{blue}{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}}\right)}^{y.re}\right)\right) \]

      4. atan2-lowering-atan2.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.re, \mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right), \left({\left(\sqrt{{x.im}^{2} + \color{blue}{{x.re}^{2}}}\right)}^{y.re}\right)\right) \]

      5. pow-lowering-pow.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.re, \mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right), \color{blue}{y.re}\right)\right) \]

      6. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.re, \mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right), y.re\right)\right) \]

      7. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.re, \mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right), y.re\right)\right) \]

      8. hypot-define N/A

         \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.re, \mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right), y.re\right)\right) \]

      9. hypot-lowering-hypot.f64 50.8%

         \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.re, \mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right), y.re\right)\right) \]

   5. Simplified 50.8%

      \[\leadsto \color{blue}{\cos \left(y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right) \cdot {\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)}^{y.re}} \]

   6. Taylor expanded in y.re around 0

      \[\leadsto \color{blue}{1} \]
   7. Step-by-step derivation

   8. Simplified 47.6%

      \[\leadsto \color{blue}{1} \]
3. Recombined 2 regimes into one program.
4. Add Preprocessing

Alternative 15: 26.3% accurate, 829.0× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ 1 \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x.re x.im y.re y.im) :precision binary64 1.0)

C

double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	return 1.0;
}

Fortran

real(8) function code(x_46re, x_46im, y_46re, y_46im)
    real(8), intent (in) :: x_46re
    real(8), intent (in) :: x_46im
    real(8), intent (in) :: y_46re
    real(8), intent (in) :: y_46im
    code = 1.0d0
end function

Java

public static double code(double x_46_re, double x_46_im, double y_46_re, double y_46_im) {
	return 1.0;
}

Python

def code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im):
	return 1.0

Julia

function code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	return 1.0
end

MATLAB

function tmp = code(x_46_re, x_46_im, y_46_re, y_46_im)
	tmp = 1.0;
end

Wolfram

code[x$46$re_, x$46$im_, y$46$re_, y$46$im_] := 1.0

Derivation

1. Initial program 40.7%

   \[e^{\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.re - \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.im} \cdot \cos \left(\log \left(\sqrt{x.re \cdot x.re + x.im \cdot x.im}\right) \cdot y.im + \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re} \cdot y.re\right) \]
2. Add Preprocessing

3. Taylor expanded in y.im around 0

   \[\leadsto \color{blue}{\cos \left(y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right) \cdot {\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}^{y.re}} \]
4. Step-by-step derivation

   1. *-lowering-*.f64 N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\cos \left(y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right), \color{blue}{\left({\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}^{y.re}\right)}\right) \]

   2. cos-lowering-cos.f64 N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\left(y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)\right), \left({\color{blue}{\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right)}}^{y.re}\right)\right) \]

   3. *-lowering-*.f64 N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.re, \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right)\right), \left({\left(\sqrt{\color{blue}{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}}\right)}^{y.re}\right)\right) \]

   4. atan2-lowering-atan2.f64 N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.re, \mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right), \left({\left(\sqrt{{x.im}^{2} + \color{blue}{{x.re}^{2}}}\right)}^{y.re}\right)\right) \]

   5. pow-lowering-pow.f64 N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.re, \mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{{x.im}^{2} + {x.re}^{2}}\right), \color{blue}{y.re}\right)\right) \]

   6. unpow2 N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.re, \mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + {x.re}^{2}}\right), y.re\right)\right) \]

   7. unpow2 N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.re, \mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\left(\sqrt{x.im \cdot x.im + x.re \cdot x.re}\right), y.re\right)\right) \]

   8. hypot-define N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.re, \mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right), y.re\right)\right) \]

   9. hypot-lowering-hypot.f64 60.4%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(y.re, \mathsf{atan2.f64}\left(x.im, x.re\right)\right)\right), \mathsf{pow.f64}\left(\mathsf{hypot.f64}\left(x.im, x.re\right), y.re\right)\right) \]

5. Simplified 60.4%

   \[\leadsto \color{blue}{\cos \left(y.re \cdot \tan^{-1}_* \frac{x.im}{x.re}\right) \cdot {\left(\mathsf{hypot}\left(x.im, x.re\right)\right)}^{y.re}} \]

6. Taylor expanded in y.re around 0

   \[\leadsto \color{blue}{1} \]
7. Step-by-step derivation

8. Simplified 26.7%

   \[\leadsto \color{blue}{1} \]
9. Add Preprocessing

Reproduce

herbie shell --seed 2024139 
(FPCore (x.re x.im y.re y.im)
  :name "powComplex, real part"
  :precision binary64
  (* (exp (- (* (log (sqrt (+ (* x.re x.re) (* x.im x.im)))) y.re) (* (atan2 x.im x.re) y.im))) (cos (+ (* (log (sqrt (+ (* x.re x.re) (* x.im x.im)))) y.im) (* (atan2 x.im x.re) y.re)))))