2cos (problem 3.3.5)

Percentage Accurate: 52.2% → 99.5%
Time: 17.2s
Alternatives: 20
Speedup: 41.0×

Specification

?
\[\left(\left(-10000 \leq x \land x \leq 10000\right) \land 10^{-16} \cdot \left|x\right| < \varepsilon\right) \land \varepsilon < \left|x\right|\]
\[\begin{array}{l} \\ \cos \left(x + \varepsilon\right) - \cos x \end{array} \]
(FPCore (x eps) :precision binary64 (- (cos (+ x eps)) (cos x)))
double code(double x, double eps) {
	return cos((x + eps)) - cos(x);
}
real(8) function code(x, eps)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8), intent (in) :: eps
    code = cos((x + eps)) - cos(x)
end function
public static double code(double x, double eps) {
	return Math.cos((x + eps)) - Math.cos(x);
}
def code(x, eps):
	return math.cos((x + eps)) - math.cos(x)
function code(x, eps)
	return Float64(cos(Float64(x + eps)) - cos(x))
end
function tmp = code(x, eps)
	tmp = cos((x + eps)) - cos(x);
end
code[x_, eps_] := N[(N[Cos[N[(x + eps), $MachinePrecision]], $MachinePrecision] - N[Cos[x], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\cos \left(x + \varepsilon\right) - \cos x
\end{array}

Sampling outcomes in binary64 precision:

Local Percentage Accuracy vs ?

The average percentage accuracy by input value. Horizontal axis shows value of an input variable; the variable is choosen in the title. Vertical axis is accuracy; higher is better. Red represent the original program, while blue represents Herbie's suggestion. These can be toggled with buttons below the plot. The line is an average while dots represent individual samples.

Accuracy vs Speed?

Herbie found 20 alternatives:

AlternativeAccuracySpeedup
The accuracy (vertical axis) and speed (horizontal axis) of each alternatives. Up and to the right is better. The red square shows the initial program, and each blue circle shows an alternative.The line shows the best available speed-accuracy tradeoffs.

Initial Program: 52.2% accurate, 1.0× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \cos \left(x + \varepsilon\right) - \cos x \end{array} \]
(FPCore (x eps) :precision binary64 (- (cos (+ x eps)) (cos x)))
double code(double x, double eps) {
	return cos((x + eps)) - cos(x);
}
real(8) function code(x, eps)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8), intent (in) :: eps
    code = cos((x + eps)) - cos(x)
end function
public static double code(double x, double eps) {
	return Math.cos((x + eps)) - Math.cos(x);
}
def code(x, eps):
	return math.cos((x + eps)) - math.cos(x)
function code(x, eps)
	return Float64(cos(Float64(x + eps)) - cos(x))
end
function tmp = code(x, eps)
	tmp = cos((x + eps)) - cos(x);
end
code[x_, eps_] := N[(N[Cos[N[(x + eps), $MachinePrecision]], $MachinePrecision] - N[Cos[x], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\cos \left(x + \varepsilon\right) - \cos x
\end{array}

Alternative 1: 99.5% accurate, 1.6× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \left(0.5 + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(-0.020833333333333332 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(0.00026041666666666666 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -1.5500992063492063 \cdot 10^{-6}\right)\right)\right)\right) \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot -2\right)\right) \end{array} \]
(FPCore (x eps)
 :precision binary64
 (*
  (+
   0.5
   (*
    eps
    (*
     eps
     (+
      -0.020833333333333332
      (*
       (* eps eps)
       (+ 0.00026041666666666666 (* (* eps eps) -1.5500992063492063e-6)))))))
  (* eps (* (sin (/ (+ eps (* x 2.0)) 2.0)) -2.0))))
double code(double x, double eps) {
	return (0.5 + (eps * (eps * (-0.020833333333333332 + ((eps * eps) * (0.00026041666666666666 + ((eps * eps) * -1.5500992063492063e-6))))))) * (eps * (sin(((eps + (x * 2.0)) / 2.0)) * -2.0));
}
real(8) function code(x, eps)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8), intent (in) :: eps
    code = (0.5d0 + (eps * (eps * ((-0.020833333333333332d0) + ((eps * eps) * (0.00026041666666666666d0 + ((eps * eps) * (-1.5500992063492063d-6)))))))) * (eps * (sin(((eps + (x * 2.0d0)) / 2.0d0)) * (-2.0d0)))
end function
public static double code(double x, double eps) {
	return (0.5 + (eps * (eps * (-0.020833333333333332 + ((eps * eps) * (0.00026041666666666666 + ((eps * eps) * -1.5500992063492063e-6))))))) * (eps * (Math.sin(((eps + (x * 2.0)) / 2.0)) * -2.0));
}
def code(x, eps):
	return (0.5 + (eps * (eps * (-0.020833333333333332 + ((eps * eps) * (0.00026041666666666666 + ((eps * eps) * -1.5500992063492063e-6))))))) * (eps * (math.sin(((eps + (x * 2.0)) / 2.0)) * -2.0))
function code(x, eps)
	return Float64(Float64(0.5 + Float64(eps * Float64(eps * Float64(-0.020833333333333332 + Float64(Float64(eps * eps) * Float64(0.00026041666666666666 + Float64(Float64(eps * eps) * -1.5500992063492063e-6))))))) * Float64(eps * Float64(sin(Float64(Float64(eps + Float64(x * 2.0)) / 2.0)) * -2.0)))
end
function tmp = code(x, eps)
	tmp = (0.5 + (eps * (eps * (-0.020833333333333332 + ((eps * eps) * (0.00026041666666666666 + ((eps * eps) * -1.5500992063492063e-6))))))) * (eps * (sin(((eps + (x * 2.0)) / 2.0)) * -2.0));
end
code[x_, eps_] := N[(N[(0.5 + N[(eps * N[(eps * N[(-0.020833333333333332 + N[(N[(eps * eps), $MachinePrecision] * N[(0.00026041666666666666 + N[(N[(eps * eps), $MachinePrecision] * -1.5500992063492063e-6), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] * N[(eps * N[(N[Sin[N[(N[(eps + N[(x * 2.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / 2.0), $MachinePrecision]], $MachinePrecision] * -2.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\left(0.5 + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(-0.020833333333333332 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(0.00026041666666666666 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -1.5500992063492063 \cdot 10^{-6}\right)\right)\right)\right) \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot -2\right)\right)
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 45.9%

    \[\cos \left(x + \varepsilon\right) - \cos x \]
  2. Add Preprocessing
  3. Step-by-step derivation
    1. diff-cosN/A

      \[\leadsto -2 \cdot \color{blue}{\left(\sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right)\right)} \]
    2. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \left(\sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right)\right) \cdot \color{blue}{-2} \]
    3. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\left(\sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right)\right), \color{blue}{-2}\right) \]
  4. Applied egg-rr99.8%

    \[\leadsto \color{blue}{\left(\sin \left(\frac{\varepsilon + 0}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right)\right) \cdot -2} \]
  5. Taylor expanded in eps around 0

    \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\color{blue}{\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{1}{2} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)}, \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
  6. Step-by-step derivation
    1. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{1}{2} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    2. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    3. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\left({\varepsilon}^{2}\right), \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    4. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right), \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    5. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    6. sub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{48}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    7. metadata-evalN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) + \frac{-1}{48}\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    8. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \left(\frac{-1}{48} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    9. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    10. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\left({\varepsilon}^{2}\right), \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    11. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right), \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    12. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    13. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{3840}, \left(\frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    14. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{3840}, \left({\varepsilon}^{2} \cdot \frac{-1}{645120}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    15. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{3840}, \mathsf{*.f64}\left(\left({\varepsilon}^{2}\right), \frac{-1}{645120}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    16. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{3840}, \mathsf{*.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right), \frac{-1}{645120}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    17. *-lowering-*.f6499.8%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{3840}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \frac{-1}{645120}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
  7. Simplified99.8%

    \[\leadsto \left(\color{blue}{\left(\varepsilon \cdot \left(0.5 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(-0.020833333333333332 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(0.00026041666666666666 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -1.5500992063492063 \cdot 10^{-6}\right)\right)\right)\right)} \cdot \sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right)\right) \cdot -2 \]
  8. Step-by-step derivation
    1. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \left(\varepsilon \cdot \left(\frac{1}{2} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(\frac{-1}{48} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(\frac{1}{3840} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \frac{-1}{645120}\right)\right)\right)\right) \cdot \color{blue}{\left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot -2\right)} \]
    2. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \left(\left(\frac{1}{2} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(\frac{-1}{48} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(\frac{1}{3840} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \frac{-1}{645120}\right)\right)\right) \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(\color{blue}{\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right)} \cdot -2\right) \]
    3. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \left(\frac{1}{2} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(\frac{-1}{48} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(\frac{1}{3840} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \frac{-1}{645120}\right)\right)\right) \cdot \color{blue}{\left(\varepsilon \cdot \left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot -2\right)\right)} \]
    4. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\left(\frac{1}{2} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(\frac{-1}{48} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(\frac{1}{3840} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \frac{-1}{645120}\right)\right)\right), \color{blue}{\left(\varepsilon \cdot \left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot -2\right)\right)}\right) \]
  9. Applied egg-rr99.8%

    \[\leadsto \color{blue}{\left(0.5 + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(-0.020833333333333332 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(0.00026041666666666666 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -1.5500992063492063 \cdot 10^{-6}\right)\right)\right)\right) \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot -2\right)\right)} \]
  10. Add Preprocessing

Alternative 2: 99.5% accurate, 1.6× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ -2 \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(\left(0.5 + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(-0.020833333333333332 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(0.00026041666666666666 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -1.5500992063492063 \cdot 10^{-6}\right)\right)\right)\right) \cdot \sin \left(x + 0.5 \cdot \varepsilon\right)\right)\right) \end{array} \]
(FPCore (x eps)
 :precision binary64
 (*
  -2.0
  (*
   eps
   (*
    (+
     0.5
     (*
      eps
      (*
       eps
       (+
        -0.020833333333333332
        (*
         (* eps eps)
         (+ 0.00026041666666666666 (* (* eps eps) -1.5500992063492063e-6)))))))
    (sin (+ x (* 0.5 eps)))))))
double code(double x, double eps) {
	return -2.0 * (eps * ((0.5 + (eps * (eps * (-0.020833333333333332 + ((eps * eps) * (0.00026041666666666666 + ((eps * eps) * -1.5500992063492063e-6))))))) * sin((x + (0.5 * eps)))));
}
real(8) function code(x, eps)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8), intent (in) :: eps
    code = (-2.0d0) * (eps * ((0.5d0 + (eps * (eps * ((-0.020833333333333332d0) + ((eps * eps) * (0.00026041666666666666d0 + ((eps * eps) * (-1.5500992063492063d-6)))))))) * sin((x + (0.5d0 * eps)))))
end function
public static double code(double x, double eps) {
	return -2.0 * (eps * ((0.5 + (eps * (eps * (-0.020833333333333332 + ((eps * eps) * (0.00026041666666666666 + ((eps * eps) * -1.5500992063492063e-6))))))) * Math.sin((x + (0.5 * eps)))));
}
def code(x, eps):
	return -2.0 * (eps * ((0.5 + (eps * (eps * (-0.020833333333333332 + ((eps * eps) * (0.00026041666666666666 + ((eps * eps) * -1.5500992063492063e-6))))))) * math.sin((x + (0.5 * eps)))))
function code(x, eps)
	return Float64(-2.0 * Float64(eps * Float64(Float64(0.5 + Float64(eps * Float64(eps * Float64(-0.020833333333333332 + Float64(Float64(eps * eps) * Float64(0.00026041666666666666 + Float64(Float64(eps * eps) * -1.5500992063492063e-6))))))) * sin(Float64(x + Float64(0.5 * eps))))))
end
function tmp = code(x, eps)
	tmp = -2.0 * (eps * ((0.5 + (eps * (eps * (-0.020833333333333332 + ((eps * eps) * (0.00026041666666666666 + ((eps * eps) * -1.5500992063492063e-6))))))) * sin((x + (0.5 * eps)))));
end
code[x_, eps_] := N[(-2.0 * N[(eps * N[(N[(0.5 + N[(eps * N[(eps * N[(-0.020833333333333332 + N[(N[(eps * eps), $MachinePrecision] * N[(0.00026041666666666666 + N[(N[(eps * eps), $MachinePrecision] * -1.5500992063492063e-6), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] * N[Sin[N[(x + N[(0.5 * eps), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
-2 \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(\left(0.5 + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(-0.020833333333333332 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(0.00026041666666666666 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -1.5500992063492063 \cdot 10^{-6}\right)\right)\right)\right) \cdot \sin \left(x + 0.5 \cdot \varepsilon\right)\right)\right)
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 45.9%

    \[\cos \left(x + \varepsilon\right) - \cos x \]
  2. Add Preprocessing
  3. Step-by-step derivation
    1. diff-cosN/A

      \[\leadsto -2 \cdot \color{blue}{\left(\sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right)\right)} \]
    2. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \left(\sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right)\right) \cdot \color{blue}{-2} \]
    3. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\left(\sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right)\right), \color{blue}{-2}\right) \]
  4. Applied egg-rr99.8%

    \[\leadsto \color{blue}{\left(\sin \left(\frac{\varepsilon + 0}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right)\right) \cdot -2} \]
  5. Taylor expanded in eps around 0

    \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\color{blue}{\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{1}{2} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)}, \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
  6. Step-by-step derivation
    1. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{1}{2} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    2. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    3. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\left({\varepsilon}^{2}\right), \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    4. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right), \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    5. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    6. sub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{48}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    7. metadata-evalN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) + \frac{-1}{48}\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    8. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \left(\frac{-1}{48} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    9. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    10. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\left({\varepsilon}^{2}\right), \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    11. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right), \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    12. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    13. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{3840}, \left(\frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    14. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{3840}, \left({\varepsilon}^{2} \cdot \frac{-1}{645120}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    15. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{3840}, \mathsf{*.f64}\left(\left({\varepsilon}^{2}\right), \frac{-1}{645120}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    16. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{3840}, \mathsf{*.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right), \frac{-1}{645120}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    17. *-lowering-*.f6499.8%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{3840}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \frac{-1}{645120}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
  7. Simplified99.8%

    \[\leadsto \left(\color{blue}{\left(\varepsilon \cdot \left(0.5 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(-0.020833333333333332 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(0.00026041666666666666 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -1.5500992063492063 \cdot 10^{-6}\right)\right)\right)\right)} \cdot \sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right)\right) \cdot -2 \]
  8. Taylor expanded in x around inf

    \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\color{blue}{\left(\varepsilon \cdot \left(\sin \left(\frac{1}{2} \cdot \left(\varepsilon + 2 \cdot x\right)\right) \cdot \left(\frac{1}{2} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right)}, -2\right) \]
  9. Step-by-step derivation
    1. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\sin \left(\frac{1}{2} \cdot \left(\varepsilon + 2 \cdot x\right)\right) \cdot \left(\frac{1}{2} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), -2\right) \]
    2. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\sin \left(\frac{1}{2} \cdot \left(\varepsilon + 2 \cdot x\right)\right), \left(\frac{1}{2} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), -2\right) \]
    3. metadata-evalN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\sin \left(\frac{1}{2} \cdot \left(\varepsilon + \left(\mathsf{neg}\left(-2\right)\right) \cdot x\right)\right), \left(\frac{1}{2} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), -2\right) \]
    4. cancel-sign-sub-invN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\sin \left(\frac{1}{2} \cdot \left(\varepsilon - -2 \cdot x\right)\right), \left(\frac{1}{2} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), -2\right) \]
    5. sin-lowering-sin.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot \left(\varepsilon - -2 \cdot x\right)\right)\right), \left(\frac{1}{2} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), -2\right) \]
    6. cancel-sign-sub-invN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot \left(\varepsilon + \left(\mathsf{neg}\left(-2\right)\right) \cdot x\right)\right)\right), \left(\frac{1}{2} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), -2\right) \]
    7. metadata-evalN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot \left(\varepsilon + 2 \cdot x\right)\right)\right), \left(\frac{1}{2} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), -2\right) \]
    8. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot \left(2 \cdot x + \varepsilon\right)\right)\right), \left(\frac{1}{2} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), -2\right) \]
    9. distribute-lft-inN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot \left(2 \cdot x\right) + \frac{1}{2} \cdot \varepsilon\right)\right), \left(\frac{1}{2} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), -2\right) \]
    10. associate-*r*N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\left(\left(\frac{1}{2} \cdot 2\right) \cdot x + \frac{1}{2} \cdot \varepsilon\right)\right), \left(\frac{1}{2} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), -2\right) \]
    11. metadata-evalN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\left(1 \cdot x + \frac{1}{2} \cdot \varepsilon\right)\right), \left(\frac{1}{2} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), -2\right) \]
    12. *-lft-identityN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\left(x + \frac{1}{2} \cdot \varepsilon\right)\right), \left(\frac{1}{2} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), -2\right) \]
    13. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x, \left(\frac{1}{2} \cdot \varepsilon\right)\right)\right), \left(\frac{1}{2} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), -2\right) \]
    14. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x, \left(\varepsilon \cdot \frac{1}{2}\right)\right)\right), \left(\frac{1}{2} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), -2\right) \]
    15. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{1}{2}\right)\right)\right), \left(\frac{1}{2} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), -2\right) \]
  10. Simplified99.8%

    \[\leadsto \color{blue}{\left(\varepsilon \cdot \left(\sin \left(x + \varepsilon \cdot 0.5\right) \cdot \left(0.5 + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(-0.020833333333333332 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(0.00026041666666666666 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -1.5500992063492063 \cdot 10^{-6}\right)\right)\right)\right)\right)\right)} \cdot -2 \]
  11. Final simplification99.8%

    \[\leadsto -2 \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(\left(0.5 + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(-0.020833333333333332 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(0.00026041666666666666 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -1.5500992063492063 \cdot 10^{-6}\right)\right)\right)\right) \cdot \sin \left(x + 0.5 \cdot \varepsilon\right)\right)\right) \]
  12. Add Preprocessing

Alternative 3: 99.5% accurate, 1.6× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \left(\varepsilon \cdot \left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot -2\right)\right) \cdot \left(0.5 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(-0.020833333333333332 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot 0.00026041666666666666\right)\right) \end{array} \]
(FPCore (x eps)
 :precision binary64
 (*
  (* eps (* (sin (/ (+ eps (* x 2.0)) 2.0)) -2.0))
  (+
   0.5
   (*
    (* eps eps)
    (+ -0.020833333333333332 (* (* eps eps) 0.00026041666666666666))))))
double code(double x, double eps) {
	return (eps * (sin(((eps + (x * 2.0)) / 2.0)) * -2.0)) * (0.5 + ((eps * eps) * (-0.020833333333333332 + ((eps * eps) * 0.00026041666666666666))));
}
real(8) function code(x, eps)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8), intent (in) :: eps
    code = (eps * (sin(((eps + (x * 2.0d0)) / 2.0d0)) * (-2.0d0))) * (0.5d0 + ((eps * eps) * ((-0.020833333333333332d0) + ((eps * eps) * 0.00026041666666666666d0))))
end function
public static double code(double x, double eps) {
	return (eps * (Math.sin(((eps + (x * 2.0)) / 2.0)) * -2.0)) * (0.5 + ((eps * eps) * (-0.020833333333333332 + ((eps * eps) * 0.00026041666666666666))));
}
def code(x, eps):
	return (eps * (math.sin(((eps + (x * 2.0)) / 2.0)) * -2.0)) * (0.5 + ((eps * eps) * (-0.020833333333333332 + ((eps * eps) * 0.00026041666666666666))))
function code(x, eps)
	return Float64(Float64(eps * Float64(sin(Float64(Float64(eps + Float64(x * 2.0)) / 2.0)) * -2.0)) * Float64(0.5 + Float64(Float64(eps * eps) * Float64(-0.020833333333333332 + Float64(Float64(eps * eps) * 0.00026041666666666666)))))
end
function tmp = code(x, eps)
	tmp = (eps * (sin(((eps + (x * 2.0)) / 2.0)) * -2.0)) * (0.5 + ((eps * eps) * (-0.020833333333333332 + ((eps * eps) * 0.00026041666666666666))));
end
code[x_, eps_] := N[(N[(eps * N[(N[Sin[N[(N[(eps + N[(x * 2.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / 2.0), $MachinePrecision]], $MachinePrecision] * -2.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] * N[(0.5 + N[(N[(eps * eps), $MachinePrecision] * N[(-0.020833333333333332 + N[(N[(eps * eps), $MachinePrecision] * 0.00026041666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\left(\varepsilon \cdot \left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot -2\right)\right) \cdot \left(0.5 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(-0.020833333333333332 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot 0.00026041666666666666\right)\right)
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 45.9%

    \[\cos \left(x + \varepsilon\right) - \cos x \]
  2. Add Preprocessing
  3. Step-by-step derivation
    1. diff-cosN/A

      \[\leadsto -2 \cdot \color{blue}{\left(\sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right)\right)} \]
    2. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \left(\sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right)\right) \cdot \color{blue}{-2} \]
    3. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\left(\sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right)\right), \color{blue}{-2}\right) \]
  4. Applied egg-rr99.8%

    \[\leadsto \color{blue}{\left(\sin \left(\frac{\varepsilon + 0}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right)\right) \cdot -2} \]
  5. Taylor expanded in eps around 0

    \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\color{blue}{\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{1}{2} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)}, \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
  6. Step-by-step derivation
    1. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{1}{2} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    2. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    3. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\left({\varepsilon}^{2}\right), \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    4. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right), \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    5. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    6. sub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{48}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    7. metadata-evalN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) + \frac{-1}{48}\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    8. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \left(\frac{-1}{48} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    9. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    10. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\left({\varepsilon}^{2}\right), \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    11. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right), \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    12. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    13. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{3840}, \left(\frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    14. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{3840}, \left({\varepsilon}^{2} \cdot \frac{-1}{645120}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    15. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{3840}, \mathsf{*.f64}\left(\left({\varepsilon}^{2}\right), \frac{-1}{645120}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    16. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{3840}, \mathsf{*.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right), \frac{-1}{645120}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    17. *-lowering-*.f6499.8%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{3840}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \frac{-1}{645120}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
  7. Simplified99.8%

    \[\leadsto \left(\color{blue}{\left(\varepsilon \cdot \left(0.5 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(-0.020833333333333332 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(0.00026041666666666666 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -1.5500992063492063 \cdot 10^{-6}\right)\right)\right)\right)} \cdot \sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right)\right) \cdot -2 \]
  8. Step-by-step derivation
    1. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \left(\varepsilon \cdot \left(\frac{1}{2} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(\frac{-1}{48} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(\frac{1}{3840} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \frac{-1}{645120}\right)\right)\right)\right) \cdot \color{blue}{\left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot -2\right)} \]
    2. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \left(\left(\frac{1}{2} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(\frac{-1}{48} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(\frac{1}{3840} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \frac{-1}{645120}\right)\right)\right) \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(\color{blue}{\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right)} \cdot -2\right) \]
    3. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \left(\frac{1}{2} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(\frac{-1}{48} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(\frac{1}{3840} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \frac{-1}{645120}\right)\right)\right) \cdot \color{blue}{\left(\varepsilon \cdot \left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot -2\right)\right)} \]
    4. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\left(\frac{1}{2} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(\frac{-1}{48} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(\frac{1}{3840} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \frac{-1}{645120}\right)\right)\right), \color{blue}{\left(\varepsilon \cdot \left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot -2\right)\right)}\right) \]
  9. Applied egg-rr99.8%

    \[\leadsto \color{blue}{\left(0.5 + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(-0.020833333333333332 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(0.00026041666666666666 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -1.5500992063492063 \cdot 10^{-6}\right)\right)\right)\right) \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot -2\right)\right)} \]
  10. Taylor expanded in eps around 0

    \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\color{blue}{\left(\frac{1}{2} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} \cdot {\varepsilon}^{2} - \frac{1}{48}\right)\right)}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right), -2\right)\right)\right) \]
  11. Step-by-step derivation
    1. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} \cdot {\varepsilon}^{2} - \frac{1}{48}\right)\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\color{blue}{\varepsilon}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right), -2\right)\right)\right) \]
    2. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\left({\varepsilon}^{2}\right), \left(\frac{1}{3840} \cdot {\varepsilon}^{2} - \frac{1}{48}\right)\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right), -2\right)\right)\right) \]
    3. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right), \left(\frac{1}{3840} \cdot {\varepsilon}^{2} - \frac{1}{48}\right)\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right), -2\right)\right)\right) \]
    4. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \left(\frac{1}{3840} \cdot {\varepsilon}^{2} - \frac{1}{48}\right)\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right), -2\right)\right)\right) \]
    5. sub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \left(\frac{1}{3840} \cdot {\varepsilon}^{2} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{48}\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right), -2\right)\right)\right) \]
    6. metadata-evalN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \left(\frac{1}{3840} \cdot {\varepsilon}^{2} + \frac{-1}{48}\right)\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right), -2\right)\right)\right) \]
    7. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \left(\frac{-1}{48} + \frac{1}{3840} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right), -2\right)\right)\right) \]
    8. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \left(\frac{1}{3840} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right), -2\right)\right)\right) \]
    9. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \left({\varepsilon}^{2} \cdot \frac{1}{3840}\right)\right)\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right), -2\right)\right)\right) \]
    10. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\left({\varepsilon}^{2}\right), \frac{1}{3840}\right)\right)\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right), -2\right)\right)\right) \]
    11. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right), \frac{1}{3840}\right)\right)\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right), -2\right)\right)\right) \]
    12. *-lowering-*.f6499.8%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \frac{1}{3840}\right)\right)\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right), -2\right)\right)\right) \]
  12. Simplified99.8%

    \[\leadsto \color{blue}{\left(0.5 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(-0.020833333333333332 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot 0.00026041666666666666\right)\right)} \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot -2\right)\right) \]
  13. Final simplification99.8%

    \[\leadsto \left(\varepsilon \cdot \left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot -2\right)\right) \cdot \left(0.5 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(-0.020833333333333332 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot 0.00026041666666666666\right)\right) \]
  14. Add Preprocessing

Alternative 4: 99.5% accurate, 1.6× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ -2 \cdot \left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(0.5 + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(-0.020833333333333332 + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot 0.00026041666666666666\right)\right)\right)\right)\right)\right) \end{array} \]
(FPCore (x eps)
 :precision binary64
 (*
  -2.0
  (*
   (sin (/ (+ eps (* x 2.0)) 2.0))
   (*
    eps
    (+
     0.5
     (*
      eps
      (*
       eps
       (+ -0.020833333333333332 (* eps (* eps 0.00026041666666666666))))))))))
double code(double x, double eps) {
	return -2.0 * (sin(((eps + (x * 2.0)) / 2.0)) * (eps * (0.5 + (eps * (eps * (-0.020833333333333332 + (eps * (eps * 0.00026041666666666666))))))));
}
real(8) function code(x, eps)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8), intent (in) :: eps
    code = (-2.0d0) * (sin(((eps + (x * 2.0d0)) / 2.0d0)) * (eps * (0.5d0 + (eps * (eps * ((-0.020833333333333332d0) + (eps * (eps * 0.00026041666666666666d0))))))))
end function
public static double code(double x, double eps) {
	return -2.0 * (Math.sin(((eps + (x * 2.0)) / 2.0)) * (eps * (0.5 + (eps * (eps * (-0.020833333333333332 + (eps * (eps * 0.00026041666666666666))))))));
}
def code(x, eps):
	return -2.0 * (math.sin(((eps + (x * 2.0)) / 2.0)) * (eps * (0.5 + (eps * (eps * (-0.020833333333333332 + (eps * (eps * 0.00026041666666666666))))))))
function code(x, eps)
	return Float64(-2.0 * Float64(sin(Float64(Float64(eps + Float64(x * 2.0)) / 2.0)) * Float64(eps * Float64(0.5 + Float64(eps * Float64(eps * Float64(-0.020833333333333332 + Float64(eps * Float64(eps * 0.00026041666666666666)))))))))
end
function tmp = code(x, eps)
	tmp = -2.0 * (sin(((eps + (x * 2.0)) / 2.0)) * (eps * (0.5 + (eps * (eps * (-0.020833333333333332 + (eps * (eps * 0.00026041666666666666))))))));
end
code[x_, eps_] := N[(-2.0 * N[(N[Sin[N[(N[(eps + N[(x * 2.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / 2.0), $MachinePrecision]], $MachinePrecision] * N[(eps * N[(0.5 + N[(eps * N[(eps * N[(-0.020833333333333332 + N[(eps * N[(eps * 0.00026041666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
-2 \cdot \left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(0.5 + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(-0.020833333333333332 + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot 0.00026041666666666666\right)\right)\right)\right)\right)\right)
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 45.9%

    \[\cos \left(x + \varepsilon\right) - \cos x \]
  2. Add Preprocessing
  3. Step-by-step derivation
    1. diff-cosN/A

      \[\leadsto -2 \cdot \color{blue}{\left(\sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right)\right)} \]
    2. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \left(\sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right)\right) \cdot \color{blue}{-2} \]
    3. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\left(\sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right)\right), \color{blue}{-2}\right) \]
  4. Applied egg-rr99.8%

    \[\leadsto \color{blue}{\left(\sin \left(\frac{\varepsilon + 0}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right)\right) \cdot -2} \]
  5. Taylor expanded in eps around 0

    \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\color{blue}{\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{1}{2} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} \cdot {\varepsilon}^{2} - \frac{1}{48}\right)\right)\right)}, \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
  6. Step-by-step derivation
    1. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{1}{2} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} \cdot {\varepsilon}^{2} - \frac{1}{48}\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    2. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} \cdot {\varepsilon}^{2} - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    3. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \left(\left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(\frac{1}{3840} \cdot {\varepsilon}^{2} - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    4. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \left(\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(\frac{1}{3840} \cdot {\varepsilon}^{2} - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    5. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \left(\frac{1}{3840} \cdot {\varepsilon}^{2} - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    6. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{1}{3840} \cdot {\varepsilon}^{2} - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    7. sub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{1}{3840} \cdot {\varepsilon}^{2} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{48}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    8. metadata-evalN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{1}{3840} \cdot {\varepsilon}^{2} + \frac{-1}{48}\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    9. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{-1}{48} + \frac{1}{3840} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    10. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \left(\frac{1}{3840} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    11. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \left({\varepsilon}^{2} \cdot \frac{1}{3840}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    12. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \left(\left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \frac{1}{3840}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    13. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \left(\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \frac{1}{3840}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    14. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \frac{1}{3840}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    15. *-lowering-*.f6499.8%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{1}{3840}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
  7. Simplified99.8%

    \[\leadsto \left(\color{blue}{\left(\varepsilon \cdot \left(0.5 + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(-0.020833333333333332 + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot 0.00026041666666666666\right)\right)\right)\right)\right)} \cdot \sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right)\right) \cdot -2 \]
  8. Final simplification99.8%

    \[\leadsto -2 \cdot \left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(0.5 + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(-0.020833333333333332 + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot 0.00026041666666666666\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
  9. Add Preprocessing

Alternative 5: 99.5% accurate, 1.7× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \left(\varepsilon \cdot \left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot -2\right)\right) \cdot \left(0.5 + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.020833333333333332\right)\right) \end{array} \]
(FPCore (x eps)
 :precision binary64
 (*
  (* eps (* (sin (/ (+ eps (* x 2.0)) 2.0)) -2.0))
  (+ 0.5 (* eps (* eps -0.020833333333333332)))))
double code(double x, double eps) {
	return (eps * (sin(((eps + (x * 2.0)) / 2.0)) * -2.0)) * (0.5 + (eps * (eps * -0.020833333333333332)));
}
real(8) function code(x, eps)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8), intent (in) :: eps
    code = (eps * (sin(((eps + (x * 2.0d0)) / 2.0d0)) * (-2.0d0))) * (0.5d0 + (eps * (eps * (-0.020833333333333332d0))))
end function
public static double code(double x, double eps) {
	return (eps * (Math.sin(((eps + (x * 2.0)) / 2.0)) * -2.0)) * (0.5 + (eps * (eps * -0.020833333333333332)));
}
def code(x, eps):
	return (eps * (math.sin(((eps + (x * 2.0)) / 2.0)) * -2.0)) * (0.5 + (eps * (eps * -0.020833333333333332)))
function code(x, eps)
	return Float64(Float64(eps * Float64(sin(Float64(Float64(eps + Float64(x * 2.0)) / 2.0)) * -2.0)) * Float64(0.5 + Float64(eps * Float64(eps * -0.020833333333333332))))
end
function tmp = code(x, eps)
	tmp = (eps * (sin(((eps + (x * 2.0)) / 2.0)) * -2.0)) * (0.5 + (eps * (eps * -0.020833333333333332)));
end
code[x_, eps_] := N[(N[(eps * N[(N[Sin[N[(N[(eps + N[(x * 2.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / 2.0), $MachinePrecision]], $MachinePrecision] * -2.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] * N[(0.5 + N[(eps * N[(eps * -0.020833333333333332), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\left(\varepsilon \cdot \left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot -2\right)\right) \cdot \left(0.5 + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.020833333333333332\right)\right)
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 45.9%

    \[\cos \left(x + \varepsilon\right) - \cos x \]
  2. Add Preprocessing
  3. Step-by-step derivation
    1. diff-cosN/A

      \[\leadsto -2 \cdot \color{blue}{\left(\sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right)\right)} \]
    2. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \left(\sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right)\right) \cdot \color{blue}{-2} \]
    3. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\left(\sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right)\right), \color{blue}{-2}\right) \]
  4. Applied egg-rr99.8%

    \[\leadsto \color{blue}{\left(\sin \left(\frac{\varepsilon + 0}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right)\right) \cdot -2} \]
  5. Taylor expanded in eps around 0

    \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\color{blue}{\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{1}{2} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)}, \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
  6. Step-by-step derivation
    1. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{1}{2} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    2. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    3. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\left({\varepsilon}^{2}\right), \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    4. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right), \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    5. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) - \frac{1}{48}\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    6. sub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{48}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    7. metadata-evalN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) + \frac{-1}{48}\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    8. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \left(\frac{-1}{48} + {\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    9. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \left({\varepsilon}^{2} \cdot \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    10. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\left({\varepsilon}^{2}\right), \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    11. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right), \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    12. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \left(\frac{1}{3840} + \frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    13. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{3840}, \left(\frac{-1}{645120} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    14. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{3840}, \left({\varepsilon}^{2} \cdot \frac{-1}{645120}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    15. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{3840}, \mathsf{*.f64}\left(\left({\varepsilon}^{2}\right), \frac{-1}{645120}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    16. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{3840}, \mathsf{*.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right), \frac{-1}{645120}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    17. *-lowering-*.f6499.8%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{3840}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \frac{-1}{645120}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
  7. Simplified99.8%

    \[\leadsto \left(\color{blue}{\left(\varepsilon \cdot \left(0.5 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(-0.020833333333333332 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(0.00026041666666666666 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -1.5500992063492063 \cdot 10^{-6}\right)\right)\right)\right)} \cdot \sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right)\right) \cdot -2 \]
  8. Step-by-step derivation
    1. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \left(\varepsilon \cdot \left(\frac{1}{2} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(\frac{-1}{48} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(\frac{1}{3840} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \frac{-1}{645120}\right)\right)\right)\right) \cdot \color{blue}{\left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot -2\right)} \]
    2. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \left(\left(\frac{1}{2} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(\frac{-1}{48} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(\frac{1}{3840} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \frac{-1}{645120}\right)\right)\right) \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(\color{blue}{\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right)} \cdot -2\right) \]
    3. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \left(\frac{1}{2} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(\frac{-1}{48} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(\frac{1}{3840} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \frac{-1}{645120}\right)\right)\right) \cdot \color{blue}{\left(\varepsilon \cdot \left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot -2\right)\right)} \]
    4. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\left(\frac{1}{2} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(\frac{-1}{48} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(\frac{1}{3840} + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \frac{-1}{645120}\right)\right)\right), \color{blue}{\left(\varepsilon \cdot \left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot -2\right)\right)}\right) \]
  9. Applied egg-rr99.8%

    \[\leadsto \color{blue}{\left(0.5 + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(-0.020833333333333332 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(0.00026041666666666666 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -1.5500992063492063 \cdot 10^{-6}\right)\right)\right)\right) \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot -2\right)\right)} \]
  10. Taylor expanded in eps around 0

    \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \color{blue}{\left(\frac{-1}{48} \cdot \varepsilon\right)}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right), -2\right)\right)\right) \]
  11. Step-by-step derivation
    1. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{48}\right)\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right), -2\right)\right)\right) \]
    2. *-lowering-*.f6499.7%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{48}\right)\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right), -2\right)\right)\right) \]
  12. Simplified99.7%

    \[\leadsto \left(0.5 + \varepsilon \cdot \color{blue}{\left(\varepsilon \cdot -0.020833333333333332\right)}\right) \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot -2\right)\right) \]
  13. Final simplification99.7%

    \[\leadsto \left(\varepsilon \cdot \left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot -2\right)\right) \cdot \left(0.5 + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.020833333333333332\right)\right) \]
  14. Add Preprocessing

Alternative 6: 99.4% accurate, 1.7× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ -2 \cdot \left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(0.5 + -0.020833333333333332 \cdot \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right)\right)\right)\right) \end{array} \]
(FPCore (x eps)
 :precision binary64
 (*
  -2.0
  (*
   (sin (/ (+ eps (* x 2.0)) 2.0))
   (* eps (+ 0.5 (* -0.020833333333333332 (* eps eps)))))))
double code(double x, double eps) {
	return -2.0 * (sin(((eps + (x * 2.0)) / 2.0)) * (eps * (0.5 + (-0.020833333333333332 * (eps * eps)))));
}
real(8) function code(x, eps)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8), intent (in) :: eps
    code = (-2.0d0) * (sin(((eps + (x * 2.0d0)) / 2.0d0)) * (eps * (0.5d0 + ((-0.020833333333333332d0) * (eps * eps)))))
end function
public static double code(double x, double eps) {
	return -2.0 * (Math.sin(((eps + (x * 2.0)) / 2.0)) * (eps * (0.5 + (-0.020833333333333332 * (eps * eps)))));
}
def code(x, eps):
	return -2.0 * (math.sin(((eps + (x * 2.0)) / 2.0)) * (eps * (0.5 + (-0.020833333333333332 * (eps * eps)))))
function code(x, eps)
	return Float64(-2.0 * Float64(sin(Float64(Float64(eps + Float64(x * 2.0)) / 2.0)) * Float64(eps * Float64(0.5 + Float64(-0.020833333333333332 * Float64(eps * eps))))))
end
function tmp = code(x, eps)
	tmp = -2.0 * (sin(((eps + (x * 2.0)) / 2.0)) * (eps * (0.5 + (-0.020833333333333332 * (eps * eps)))));
end
code[x_, eps_] := N[(-2.0 * N[(N[Sin[N[(N[(eps + N[(x * 2.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / 2.0), $MachinePrecision]], $MachinePrecision] * N[(eps * N[(0.5 + N[(-0.020833333333333332 * N[(eps * eps), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
-2 \cdot \left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(0.5 + -0.020833333333333332 \cdot \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right)\right)\right)\right)
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 45.9%

    \[\cos \left(x + \varepsilon\right) - \cos x \]
  2. Add Preprocessing
  3. Step-by-step derivation
    1. diff-cosN/A

      \[\leadsto -2 \cdot \color{blue}{\left(\sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right)\right)} \]
    2. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \left(\sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right)\right) \cdot \color{blue}{-2} \]
    3. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\left(\sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right)\right), \color{blue}{-2}\right) \]
  4. Applied egg-rr99.8%

    \[\leadsto \color{blue}{\left(\sin \left(\frac{\varepsilon + 0}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right)\right) \cdot -2} \]
  5. Taylor expanded in eps around 0

    \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\color{blue}{\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{1}{2} + \frac{-1}{48} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)}, \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
  6. Step-by-step derivation
    1. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{1}{2} + \frac{-1}{48} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    2. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \left(\frac{-1}{48} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    3. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{48}, \left({\varepsilon}^{2}\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    4. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{48}, \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    5. *-lowering-*.f6499.7%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right)\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
  7. Simplified99.7%

    \[\leadsto \left(\color{blue}{\left(\varepsilon \cdot \left(0.5 + -0.020833333333333332 \cdot \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right)\right)\right)} \cdot \sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right)\right) \cdot -2 \]
  8. Final simplification99.7%

    \[\leadsto -2 \cdot \left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(0.5 + -0.020833333333333332 \cdot \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right)\right)\right)\right) \]
  9. Add Preprocessing

Alternative 7: 99.2% accurate, 1.8× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ -2 \cdot \left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot \left(0.5 \cdot \varepsilon\right)\right) \end{array} \]
(FPCore (x eps)
 :precision binary64
 (* -2.0 (* (sin (/ (+ eps (* x 2.0)) 2.0)) (* 0.5 eps))))
double code(double x, double eps) {
	return -2.0 * (sin(((eps + (x * 2.0)) / 2.0)) * (0.5 * eps));
}
real(8) function code(x, eps)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8), intent (in) :: eps
    code = (-2.0d0) * (sin(((eps + (x * 2.0d0)) / 2.0d0)) * (0.5d0 * eps))
end function
public static double code(double x, double eps) {
	return -2.0 * (Math.sin(((eps + (x * 2.0)) / 2.0)) * (0.5 * eps));
}
def code(x, eps):
	return -2.0 * (math.sin(((eps + (x * 2.0)) / 2.0)) * (0.5 * eps))
function code(x, eps)
	return Float64(-2.0 * Float64(sin(Float64(Float64(eps + Float64(x * 2.0)) / 2.0)) * Float64(0.5 * eps)))
end
function tmp = code(x, eps)
	tmp = -2.0 * (sin(((eps + (x * 2.0)) / 2.0)) * (0.5 * eps));
end
code[x_, eps_] := N[(-2.0 * N[(N[Sin[N[(N[(eps + N[(x * 2.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / 2.0), $MachinePrecision]], $MachinePrecision] * N[(0.5 * eps), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
-2 \cdot \left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot \left(0.5 \cdot \varepsilon\right)\right)
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 45.9%

    \[\cos \left(x + \varepsilon\right) - \cos x \]
  2. Add Preprocessing
  3. Step-by-step derivation
    1. diff-cosN/A

      \[\leadsto -2 \cdot \color{blue}{\left(\sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right)\right)} \]
    2. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \left(\sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right)\right) \cdot \color{blue}{-2} \]
    3. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\left(\sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right)\right), \color{blue}{-2}\right) \]
  4. Applied egg-rr99.8%

    \[\leadsto \color{blue}{\left(\sin \left(\frac{\varepsilon + 0}{2}\right) \cdot \sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right)\right) \cdot -2} \]
  5. Taylor expanded in eps around 0

    \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\color{blue}{\left(\frac{1}{2} \cdot \varepsilon\right)}, \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
  6. Step-by-step derivation
    1. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \frac{1}{2}\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
    2. *-lowering-*.f6499.5%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{1}{2}\right), \mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), -2\right) \]
  7. Simplified99.5%

    \[\leadsto \left(\color{blue}{\left(\varepsilon \cdot 0.5\right)} \cdot \sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right)\right) \cdot -2 \]
  8. Final simplification99.5%

    \[\leadsto -2 \cdot \left(\sin \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right) \cdot \left(0.5 \cdot \varepsilon\right)\right) \]
  9. Add Preprocessing

Alternative 8: 98.7% accurate, 1.9× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5\right) - \varepsilon \cdot \sin x \end{array} \]
(FPCore (x eps) :precision binary64 (- (* eps (* eps -0.5)) (* eps (sin x))))
double code(double x, double eps) {
	return (eps * (eps * -0.5)) - (eps * sin(x));
}
real(8) function code(x, eps)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8), intent (in) :: eps
    code = (eps * (eps * (-0.5d0))) - (eps * sin(x))
end function
public static double code(double x, double eps) {
	return (eps * (eps * -0.5)) - (eps * Math.sin(x));
}
def code(x, eps):
	return (eps * (eps * -0.5)) - (eps * math.sin(x))
function code(x, eps)
	return Float64(Float64(eps * Float64(eps * -0.5)) - Float64(eps * sin(x)))
end
function tmp = code(x, eps)
	tmp = (eps * (eps * -0.5)) - (eps * sin(x));
end
code[x_, eps_] := N[(N[(eps * N[(eps * -0.5), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] - N[(eps * N[Sin[x], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5\right) - \varepsilon \cdot \sin x
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 45.9%

    \[\cos \left(x + \varepsilon\right) - \cos x \]
  2. Add Preprocessing
  3. Taylor expanded in eps around 0

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \left(\varepsilon \cdot \cos x\right) - \sin x\right)} \]
  4. Step-by-step derivation
    1. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \color{blue}{\left(\frac{-1}{2} \cdot \left(\varepsilon \cdot \cos x\right) - \sin x\right)}\right) \]
    2. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\left(\varepsilon \cdot \cos x\right) \cdot \frac{-1}{2} - \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    3. associate-*r*N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \left(\cos x \cdot \frac{-1}{2}\right) - \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    4. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right) - \sin x\right)\right) \]
    5. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right)\right), \color{blue}{\sin x}\right)\right) \]
    6. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right)\right), \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    7. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \cos x\right)\right), \sin x\right)\right) \]
    8. cos-lowering-cos.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{cos.f64}\left(x\right)\right)\right), \sin x\right)\right) \]
    9. sin-lowering-sin.f6499.5%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{cos.f64}\left(x\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(x\right)\right)\right) \]
  5. Simplified99.5%

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(-0.5 \cdot \cos x\right) - \sin x\right)} \]
  6. Taylor expanded in x around 0

    \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\color{blue}{\left(\frac{-1}{2} \cdot \varepsilon\right)}, \mathsf{sin.f64}\left(x\right)\right)\right) \]
  7. Step-by-step derivation
    1. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2}\right), \mathsf{sin.f64}\left(\color{blue}{x}\right)\right)\right) \]
    2. *-lowering-*.f6499.1%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{sin.f64}\left(\color{blue}{x}\right)\right)\right) \]
  8. Simplified99.1%

    \[\leadsto \varepsilon \cdot \left(\color{blue}{\varepsilon \cdot -0.5} - \sin x\right) \]
  9. Step-by-step derivation
    1. sub-negN/A

      \[\leadsto \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2} + \color{blue}{\left(\mathsf{neg}\left(\sin x\right)\right)}\right) \]
    2. distribute-rgt-inN/A

      \[\leadsto \left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2}\right) \cdot \varepsilon + \color{blue}{\left(\mathsf{neg}\left(\sin x\right)\right) \cdot \varepsilon} \]
    3. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2}\right) + \color{blue}{\left(\mathsf{neg}\left(\sin x\right)\right)} \cdot \varepsilon \]
    4. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2}\right)\right), \color{blue}{\left(\left(\mathsf{neg}\left(\sin x\right)\right) \cdot \varepsilon\right)}\right) \]
    5. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2}\right)\right), \left(\color{blue}{\left(\mathsf{neg}\left(\sin x\right)\right)} \cdot \varepsilon\right)\right) \]
    6. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \left(\left(\mathsf{neg}\left(\sin x\right)\right) \cdot \varepsilon\right)\right) \]
    7. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\left(\mathsf{neg}\left(\sin x\right)\right), \color{blue}{\varepsilon}\right)\right) \]
    8. neg-sub0N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\left(0 - \sin x\right), \varepsilon\right)\right) \]
    9. metadata-evalN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\left(\left(1 + -1\right) - \sin x\right), \varepsilon\right)\right) \]
    10. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\left(1 + -1\right), \sin x\right), \varepsilon\right)\right) \]
    11. metadata-evalN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(0, \sin x\right), \varepsilon\right)\right) \]
    12. sin-lowering-sin.f6499.2%

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{sin.f64}\left(x\right)\right), \varepsilon\right)\right) \]
  10. Applied egg-rr99.2%

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5\right) + \left(0 - \sin x\right) \cdot \varepsilon} \]
  11. Final simplification99.2%

    \[\leadsto \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5\right) - \varepsilon \cdot \sin x \]
  12. Add Preprocessing

Alternative 9: 98.7% accurate, 1.9× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5 - \sin x\right) \end{array} \]
(FPCore (x eps) :precision binary64 (* eps (- (* eps -0.5) (sin x))))
double code(double x, double eps) {
	return eps * ((eps * -0.5) - sin(x));
}
real(8) function code(x, eps)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8), intent (in) :: eps
    code = eps * ((eps * (-0.5d0)) - sin(x))
end function
public static double code(double x, double eps) {
	return eps * ((eps * -0.5) - Math.sin(x));
}
def code(x, eps):
	return eps * ((eps * -0.5) - math.sin(x))
function code(x, eps)
	return Float64(eps * Float64(Float64(eps * -0.5) - sin(x)))
end
function tmp = code(x, eps)
	tmp = eps * ((eps * -0.5) - sin(x));
end
code[x_, eps_] := N[(eps * N[(N[(eps * -0.5), $MachinePrecision] - N[Sin[x], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5 - \sin x\right)
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 45.9%

    \[\cos \left(x + \varepsilon\right) - \cos x \]
  2. Add Preprocessing
  3. Taylor expanded in eps around 0

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \left(\varepsilon \cdot \cos x\right) - \sin x\right)} \]
  4. Step-by-step derivation
    1. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \color{blue}{\left(\frac{-1}{2} \cdot \left(\varepsilon \cdot \cos x\right) - \sin x\right)}\right) \]
    2. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\left(\varepsilon \cdot \cos x\right) \cdot \frac{-1}{2} - \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    3. associate-*r*N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \left(\cos x \cdot \frac{-1}{2}\right) - \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    4. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right) - \sin x\right)\right) \]
    5. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right)\right), \color{blue}{\sin x}\right)\right) \]
    6. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right)\right), \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    7. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \cos x\right)\right), \sin x\right)\right) \]
    8. cos-lowering-cos.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{cos.f64}\left(x\right)\right)\right), \sin x\right)\right) \]
    9. sin-lowering-sin.f6499.5%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{cos.f64}\left(x\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(x\right)\right)\right) \]
  5. Simplified99.5%

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(-0.5 \cdot \cos x\right) - \sin x\right)} \]
  6. Taylor expanded in x around 0

    \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\color{blue}{\left(\frac{-1}{2} \cdot \varepsilon\right)}, \mathsf{sin.f64}\left(x\right)\right)\right) \]
  7. Step-by-step derivation
    1. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2}\right), \mathsf{sin.f64}\left(\color{blue}{x}\right)\right)\right) \]
    2. *-lowering-*.f6499.1%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{sin.f64}\left(\color{blue}{x}\right)\right)\right) \]
  8. Simplified99.1%

    \[\leadsto \varepsilon \cdot \left(\color{blue}{\varepsilon \cdot -0.5} - \sin x\right) \]
  9. Add Preprocessing

Alternative 10: 98.2% accurate, 7.6× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5 + x \cdot \left(-1 - \left(x \cdot x\right) \cdot \left(-0.16666666666666666 + x \cdot \left(x \cdot \left(0.008333333333333333 + x \cdot \left(x \cdot -0.0001984126984126984\right)\right)\right)\right)\right)\right) \end{array} \]
(FPCore (x eps)
 :precision binary64
 (*
  eps
  (+
   (* eps -0.5)
   (*
    x
    (-
     -1.0
     (*
      (* x x)
      (+
       -0.16666666666666666
       (*
        x
        (*
         x
         (+ 0.008333333333333333 (* x (* x -0.0001984126984126984))))))))))))
double code(double x, double eps) {
	return eps * ((eps * -0.5) + (x * (-1.0 - ((x * x) * (-0.16666666666666666 + (x * (x * (0.008333333333333333 + (x * (x * -0.0001984126984126984))))))))));
}
real(8) function code(x, eps)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8), intent (in) :: eps
    code = eps * ((eps * (-0.5d0)) + (x * ((-1.0d0) - ((x * x) * ((-0.16666666666666666d0) + (x * (x * (0.008333333333333333d0 + (x * (x * (-0.0001984126984126984d0)))))))))))
end function
public static double code(double x, double eps) {
	return eps * ((eps * -0.5) + (x * (-1.0 - ((x * x) * (-0.16666666666666666 + (x * (x * (0.008333333333333333 + (x * (x * -0.0001984126984126984))))))))));
}
def code(x, eps):
	return eps * ((eps * -0.5) + (x * (-1.0 - ((x * x) * (-0.16666666666666666 + (x * (x * (0.008333333333333333 + (x * (x * -0.0001984126984126984))))))))))
function code(x, eps)
	return Float64(eps * Float64(Float64(eps * -0.5) + Float64(x * Float64(-1.0 - Float64(Float64(x * x) * Float64(-0.16666666666666666 + Float64(x * Float64(x * Float64(0.008333333333333333 + Float64(x * Float64(x * -0.0001984126984126984)))))))))))
end
function tmp = code(x, eps)
	tmp = eps * ((eps * -0.5) + (x * (-1.0 - ((x * x) * (-0.16666666666666666 + (x * (x * (0.008333333333333333 + (x * (x * -0.0001984126984126984))))))))));
end
code[x_, eps_] := N[(eps * N[(N[(eps * -0.5), $MachinePrecision] + N[(x * N[(-1.0 - N[(N[(x * x), $MachinePrecision] * N[(-0.16666666666666666 + N[(x * N[(x * N[(0.008333333333333333 + N[(x * N[(x * -0.0001984126984126984), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5 + x \cdot \left(-1 - \left(x \cdot x\right) \cdot \left(-0.16666666666666666 + x \cdot \left(x \cdot \left(0.008333333333333333 + x \cdot \left(x \cdot -0.0001984126984126984\right)\right)\right)\right)\right)\right)
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 45.9%

    \[\cos \left(x + \varepsilon\right) - \cos x \]
  2. Add Preprocessing
  3. Taylor expanded in eps around 0

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \left(\varepsilon \cdot \cos x\right) - \sin x\right)} \]
  4. Step-by-step derivation
    1. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \color{blue}{\left(\frac{-1}{2} \cdot \left(\varepsilon \cdot \cos x\right) - \sin x\right)}\right) \]
    2. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\left(\varepsilon \cdot \cos x\right) \cdot \frac{-1}{2} - \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    3. associate-*r*N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \left(\cos x \cdot \frac{-1}{2}\right) - \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    4. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right) - \sin x\right)\right) \]
    5. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right)\right), \color{blue}{\sin x}\right)\right) \]
    6. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right)\right), \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    7. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \cos x\right)\right), \sin x\right)\right) \]
    8. cos-lowering-cos.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{cos.f64}\left(x\right)\right)\right), \sin x\right)\right) \]
    9. sin-lowering-sin.f6499.5%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{cos.f64}\left(x\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(x\right)\right)\right) \]
  5. Simplified99.5%

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(-0.5 \cdot \cos x\right) - \sin x\right)} \]
  6. Taylor expanded in x around 0

    \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\color{blue}{\left(\frac{-1}{2} \cdot \varepsilon\right)}, \mathsf{sin.f64}\left(x\right)\right)\right) \]
  7. Step-by-step derivation
    1. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2}\right), \mathsf{sin.f64}\left(\color{blue}{x}\right)\right)\right) \]
    2. *-lowering-*.f6499.1%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{sin.f64}\left(\color{blue}{x}\right)\right)\right) \]
  8. Simplified99.1%

    \[\leadsto \varepsilon \cdot \left(\color{blue}{\varepsilon \cdot -0.5} - \sin x\right) \]
  9. Taylor expanded in x around 0

    \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \color{blue}{\left(x \cdot \left(1 + {x}^{2} \cdot \left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right) - \frac{1}{6}\right)\right)\right)}\right)\right) \]
  10. Step-by-step derivation
    1. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \color{blue}{\left(1 + {x}^{2} \cdot \left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right) - \frac{1}{6}\right)\right)}\right)\right)\right) \]
    2. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(1, \color{blue}{\left({x}^{2} \cdot \left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right) - \frac{1}{6}\right)\right)}\right)\right)\right)\right) \]
    3. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\left({x}^{2}\right), \color{blue}{\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right) - \frac{1}{6}\right)}\right)\right)\right)\right)\right) \]
    4. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\left(x \cdot x\right), \left(\color{blue}{{x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right)} - \frac{1}{6}\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    5. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, x\right), \left(\color{blue}{{x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right)} - \frac{1}{6}\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    6. sub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, x\right), \left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right) + \color{blue}{\left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{6}\right)\right)}\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    7. metadata-evalN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, x\right), \left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right) + \frac{-1}{6}\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    8. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, x\right), \left(\frac{-1}{6} + \color{blue}{{x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right)}\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    9. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, x\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{6}, \color{blue}{\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right)\right)}\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    10. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, x\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{6}, \left(\left(x \cdot x\right) \cdot \left(\color{blue}{\frac{1}{120}} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    11. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, x\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{6}, \left(x \cdot \color{blue}{\left(x \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right)\right)}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    12. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, x\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{6}, \mathsf{*.f64}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right)\right)}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    13. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, x\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{6}, \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(x, \color{blue}{\left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right)}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    14. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, x\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{6}, \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{120}, \color{blue}{\left(\frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right)}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    15. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, x\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{6}, \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{120}, \left({x}^{2} \cdot \color{blue}{\frac{-1}{5040}}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    16. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, x\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{6}, \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{120}, \left(\left(x \cdot x\right) \cdot \frac{-1}{5040}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    17. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, x\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{6}, \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{120}, \left(x \cdot \color{blue}{\left(x \cdot \frac{-1}{5040}\right)}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    18. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, x\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{6}, \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{120}, \mathsf{*.f64}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot \frac{-1}{5040}\right)}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    19. *-lowering-*.f6498.8%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, x\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{6}, \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{120}, \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(x, \color{blue}{\frac{-1}{5040}}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
  11. Simplified98.8%

    \[\leadsto \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5 - \color{blue}{x \cdot \left(1 + \left(x \cdot x\right) \cdot \left(-0.16666666666666666 + x \cdot \left(x \cdot \left(0.008333333333333333 + x \cdot \left(x \cdot -0.0001984126984126984\right)\right)\right)\right)\right)}\right) \]
  12. Final simplification98.8%

    \[\leadsto \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5 + x \cdot \left(-1 - \left(x \cdot x\right) \cdot \left(-0.16666666666666666 + x \cdot \left(x \cdot \left(0.008333333333333333 + x \cdot \left(x \cdot -0.0001984126984126984\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
  13. Add Preprocessing

Alternative 11: 98.2% accurate, 8.9× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ x \cdot \left(\left(\varepsilon \cdot \left(x \cdot x\right)\right) \cdot \left(0.16666666666666666 + x \cdot \left(x \cdot -0.008333333333333333\right)\right)\right) + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5 - x\right) \end{array} \]
(FPCore (x eps)
 :precision binary64
 (+
  (*
   x
   (*
    (* eps (* x x))
    (+ 0.16666666666666666 (* x (* x -0.008333333333333333)))))
  (* eps (- (* eps -0.5) x))))
double code(double x, double eps) {
	return (x * ((eps * (x * x)) * (0.16666666666666666 + (x * (x * -0.008333333333333333))))) + (eps * ((eps * -0.5) - x));
}
real(8) function code(x, eps)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8), intent (in) :: eps
    code = (x * ((eps * (x * x)) * (0.16666666666666666d0 + (x * (x * (-0.008333333333333333d0)))))) + (eps * ((eps * (-0.5d0)) - x))
end function
public static double code(double x, double eps) {
	return (x * ((eps * (x * x)) * (0.16666666666666666 + (x * (x * -0.008333333333333333))))) + (eps * ((eps * -0.5) - x));
}
def code(x, eps):
	return (x * ((eps * (x * x)) * (0.16666666666666666 + (x * (x * -0.008333333333333333))))) + (eps * ((eps * -0.5) - x))
function code(x, eps)
	return Float64(Float64(x * Float64(Float64(eps * Float64(x * x)) * Float64(0.16666666666666666 + Float64(x * Float64(x * -0.008333333333333333))))) + Float64(eps * Float64(Float64(eps * -0.5) - x)))
end
function tmp = code(x, eps)
	tmp = (x * ((eps * (x * x)) * (0.16666666666666666 + (x * (x * -0.008333333333333333))))) + (eps * ((eps * -0.5) - x));
end
code[x_, eps_] := N[(N[(x * N[(N[(eps * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] * N[(0.16666666666666666 + N[(x * N[(x * -0.008333333333333333), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + N[(eps * N[(N[(eps * -0.5), $MachinePrecision] - x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
x \cdot \left(\left(\varepsilon \cdot \left(x \cdot x\right)\right) \cdot \left(0.16666666666666666 + x \cdot \left(x \cdot -0.008333333333333333\right)\right)\right) + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5 - x\right)
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 45.9%

    \[\cos \left(x + \varepsilon\right) - \cos x \]
  2. Add Preprocessing
  3. Taylor expanded in eps around 0

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \left(\varepsilon \cdot \cos x\right) - \sin x\right)} \]
  4. Step-by-step derivation
    1. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \color{blue}{\left(\frac{-1}{2} \cdot \left(\varepsilon \cdot \cos x\right) - \sin x\right)}\right) \]
    2. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\left(\varepsilon \cdot \cos x\right) \cdot \frac{-1}{2} - \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    3. associate-*r*N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \left(\cos x \cdot \frac{-1}{2}\right) - \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    4. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right) - \sin x\right)\right) \]
    5. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right)\right), \color{blue}{\sin x}\right)\right) \]
    6. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right)\right), \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    7. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \cos x\right)\right), \sin x\right)\right) \]
    8. cos-lowering-cos.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{cos.f64}\left(x\right)\right)\right), \sin x\right)\right) \]
    9. sin-lowering-sin.f6499.5%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{cos.f64}\left(x\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(x\right)\right)\right) \]
  5. Simplified99.5%

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(-0.5 \cdot \cos x\right) - \sin x\right)} \]
  6. Taylor expanded in x around 0

    \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\color{blue}{\left(\frac{-1}{2} \cdot \varepsilon\right)}, \mathsf{sin.f64}\left(x\right)\right)\right) \]
  7. Step-by-step derivation
    1. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2}\right), \mathsf{sin.f64}\left(\color{blue}{x}\right)\right)\right) \]
    2. *-lowering-*.f6499.1%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{sin.f64}\left(\color{blue}{x}\right)\right)\right) \]
  8. Simplified99.1%

    \[\leadsto \varepsilon \cdot \left(\color{blue}{\varepsilon \cdot -0.5} - \sin x\right) \]
  9. Taylor expanded in x around 0

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{-1}{2} \cdot {\varepsilon}^{2} + x \cdot \left(-1 \cdot \varepsilon + {x}^{2} \cdot \left(\frac{-1}{120} \cdot \left(\varepsilon \cdot {x}^{2}\right) + \frac{1}{6} \cdot \varepsilon\right)\right)} \]
  10. Step-by-step derivation
    1. distribute-rgt-inN/A

      \[\leadsto \frac{-1}{2} \cdot {\varepsilon}^{2} + \left(\left(-1 \cdot \varepsilon\right) \cdot x + \color{blue}{\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{-1}{120} \cdot \left(\varepsilon \cdot {x}^{2}\right) + \frac{1}{6} \cdot \varepsilon\right)\right) \cdot x}\right) \]
    2. associate-+r+N/A

      \[\leadsto \left(\frac{-1}{2} \cdot {\varepsilon}^{2} + \left(-1 \cdot \varepsilon\right) \cdot x\right) + \color{blue}{\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{-1}{120} \cdot \left(\varepsilon \cdot {x}^{2}\right) + \frac{1}{6} \cdot \varepsilon\right)\right) \cdot x} \]
    3. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \left(\left(-1 \cdot \varepsilon\right) \cdot x + \frac{-1}{2} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) + \color{blue}{\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{-1}{120} \cdot \left(\varepsilon \cdot {x}^{2}\right) + \frac{1}{6} \cdot \varepsilon\right)\right)} \cdot x \]
    4. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\left(\left(-1 \cdot \varepsilon\right) \cdot x + \frac{-1}{2} \cdot {\varepsilon}^{2}\right), \color{blue}{\left(\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{-1}{120} \cdot \left(\varepsilon \cdot {x}^{2}\right) + \frac{1}{6} \cdot \varepsilon\right)\right) \cdot x\right)}\right) \]
  11. Simplified98.7%

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5 - x\right) + \left(x \cdot x\right) \cdot \left(\left(\varepsilon \cdot \left(0.16666666666666666 + \left(x \cdot x\right) \cdot -0.008333333333333333\right)\right) \cdot x\right)} \]
  12. Step-by-step derivation
    1. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \left(x \cdot x\right) \cdot \left(\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{1}{6} + \left(x \cdot x\right) \cdot \frac{-1}{120}\right)\right) \cdot x\right) + \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2} - x\right)} \]
    2. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\left(\left(x \cdot x\right) \cdot \left(\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{1}{6} + \left(x \cdot x\right) \cdot \frac{-1}{120}\right)\right) \cdot x\right)\right), \color{blue}{\left(\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2} - x\right)\right)}\right) \]
    3. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\left(x \cdot \left(x \cdot \left(\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{1}{6} + \left(x \cdot x\right) \cdot \frac{-1}{120}\right)\right) \cdot x\right)\right)\right), \left(\color{blue}{\varepsilon} \cdot \left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2} - x\right)\right)\right) \]
    4. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \left(x \cdot \left(\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{1}{6} + \left(x \cdot x\right) \cdot \frac{-1}{120}\right)\right) \cdot x\right)\right)\right), \left(\color{blue}{\varepsilon} \cdot \left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2} - x\right)\right)\right) \]
    5. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \left(x \cdot \left(x \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(\frac{1}{6} + \left(x \cdot x\right) \cdot \frac{-1}{120}\right)\right)\right)\right)\right), \left(\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2} - x\right)\right)\right) \]
    6. associate-*r*N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \left(\left(x \cdot x\right) \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(\frac{1}{6} + \left(x \cdot x\right) \cdot \frac{-1}{120}\right)\right)\right)\right), \left(\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2} - x\right)\right)\right) \]
    7. associate-*r*N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \left(\left(\left(x \cdot x\right) \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(\frac{1}{6} + \left(x \cdot x\right) \cdot \frac{-1}{120}\right)\right)\right), \left(\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2} - x\right)\right)\right) \]
    8. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\left(\left(x \cdot x\right) \cdot \varepsilon\right), \left(\frac{1}{6} + \left(x \cdot x\right) \cdot \frac{-1}{120}\right)\right)\right), \left(\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2} - x\right)\right)\right) \]
    9. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\left(x \cdot x\right), \varepsilon\right), \left(\frac{1}{6} + \left(x \cdot x\right) \cdot \frac{-1}{120}\right)\right)\right), \left(\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2} - x\right)\right)\right) \]
    10. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, x\right), \varepsilon\right), \left(\frac{1}{6} + \left(x \cdot x\right) \cdot \frac{-1}{120}\right)\right)\right), \left(\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2} - x\right)\right)\right) \]
    11. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, x\right), \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{6}, \left(\left(x \cdot x\right) \cdot \frac{-1}{120}\right)\right)\right)\right), \left(\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2} - x\right)\right)\right) \]
    12. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, x\right), \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{6}, \left(x \cdot \left(x \cdot \frac{-1}{120}\right)\right)\right)\right)\right), \left(\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2} - x\right)\right)\right) \]
    13. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, x\right), \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{6}, \mathsf{*.f64}\left(x, \left(x \cdot \frac{-1}{120}\right)\right)\right)\right)\right), \left(\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2} - x\right)\right)\right) \]
    14. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, x\right), \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{6}, \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(x, \frac{-1}{120}\right)\right)\right)\right)\right), \left(\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2} - x\right)\right)\right) \]
    15. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, x\right), \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{6}, \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(x, \frac{-1}{120}\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \color{blue}{\left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2} - x\right)}\right)\right) \]
    16. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, x\right), \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{6}, \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(x, \frac{-1}{120}\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2}\right), \color{blue}{x}\right)\right)\right) \]
    17. *-lowering-*.f6498.7%

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, x\right), \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{6}, \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(x, \frac{-1}{120}\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), x\right)\right)\right) \]
  13. Applied egg-rr98.7%

    \[\leadsto \color{blue}{x \cdot \left(\left(\left(x \cdot x\right) \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(0.16666666666666666 + x \cdot \left(x \cdot -0.008333333333333333\right)\right)\right) + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5 - x\right)} \]
  14. Final simplification98.7%

    \[\leadsto x \cdot \left(\left(\varepsilon \cdot \left(x \cdot x\right)\right) \cdot \left(0.16666666666666666 + x \cdot \left(x \cdot -0.008333333333333333\right)\right)\right) + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5 - x\right) \]
  15. Add Preprocessing

Alternative 12: 98.2% accurate, 8.9× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5 - x\right) + \left(x \cdot x\right) \cdot \left(x \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(0.16666666666666666 + \left(x \cdot x\right) \cdot -0.008333333333333333\right)\right)\right) \end{array} \]
(FPCore (x eps)
 :precision binary64
 (+
  (* eps (- (* eps -0.5) x))
  (*
   (* x x)
   (* x (* eps (+ 0.16666666666666666 (* (* x x) -0.008333333333333333)))))))
double code(double x, double eps) {
	return (eps * ((eps * -0.5) - x)) + ((x * x) * (x * (eps * (0.16666666666666666 + ((x * x) * -0.008333333333333333)))));
}
real(8) function code(x, eps)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8), intent (in) :: eps
    code = (eps * ((eps * (-0.5d0)) - x)) + ((x * x) * (x * (eps * (0.16666666666666666d0 + ((x * x) * (-0.008333333333333333d0))))))
end function
public static double code(double x, double eps) {
	return (eps * ((eps * -0.5) - x)) + ((x * x) * (x * (eps * (0.16666666666666666 + ((x * x) * -0.008333333333333333)))));
}
def code(x, eps):
	return (eps * ((eps * -0.5) - x)) + ((x * x) * (x * (eps * (0.16666666666666666 + ((x * x) * -0.008333333333333333)))))
function code(x, eps)
	return Float64(Float64(eps * Float64(Float64(eps * -0.5) - x)) + Float64(Float64(x * x) * Float64(x * Float64(eps * Float64(0.16666666666666666 + Float64(Float64(x * x) * -0.008333333333333333))))))
end
function tmp = code(x, eps)
	tmp = (eps * ((eps * -0.5) - x)) + ((x * x) * (x * (eps * (0.16666666666666666 + ((x * x) * -0.008333333333333333)))));
end
code[x_, eps_] := N[(N[(eps * N[(N[(eps * -0.5), $MachinePrecision] - x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + N[(N[(x * x), $MachinePrecision] * N[(x * N[(eps * N[(0.16666666666666666 + N[(N[(x * x), $MachinePrecision] * -0.008333333333333333), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5 - x\right) + \left(x \cdot x\right) \cdot \left(x \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(0.16666666666666666 + \left(x \cdot x\right) \cdot -0.008333333333333333\right)\right)\right)
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 45.9%

    \[\cos \left(x + \varepsilon\right) - \cos x \]
  2. Add Preprocessing
  3. Taylor expanded in eps around 0

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \left(\varepsilon \cdot \cos x\right) - \sin x\right)} \]
  4. Step-by-step derivation
    1. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \color{blue}{\left(\frac{-1}{2} \cdot \left(\varepsilon \cdot \cos x\right) - \sin x\right)}\right) \]
    2. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\left(\varepsilon \cdot \cos x\right) \cdot \frac{-1}{2} - \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    3. associate-*r*N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \left(\cos x \cdot \frac{-1}{2}\right) - \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    4. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right) - \sin x\right)\right) \]
    5. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right)\right), \color{blue}{\sin x}\right)\right) \]
    6. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right)\right), \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    7. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \cos x\right)\right), \sin x\right)\right) \]
    8. cos-lowering-cos.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{cos.f64}\left(x\right)\right)\right), \sin x\right)\right) \]
    9. sin-lowering-sin.f6499.5%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{cos.f64}\left(x\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(x\right)\right)\right) \]
  5. Simplified99.5%

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(-0.5 \cdot \cos x\right) - \sin x\right)} \]
  6. Taylor expanded in x around 0

    \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\color{blue}{\left(\frac{-1}{2} \cdot \varepsilon\right)}, \mathsf{sin.f64}\left(x\right)\right)\right) \]
  7. Step-by-step derivation
    1. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2}\right), \mathsf{sin.f64}\left(\color{blue}{x}\right)\right)\right) \]
    2. *-lowering-*.f6499.1%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{sin.f64}\left(\color{blue}{x}\right)\right)\right) \]
  8. Simplified99.1%

    \[\leadsto \varepsilon \cdot \left(\color{blue}{\varepsilon \cdot -0.5} - \sin x\right) \]
  9. Taylor expanded in x around 0

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{-1}{2} \cdot {\varepsilon}^{2} + x \cdot \left(-1 \cdot \varepsilon + {x}^{2} \cdot \left(\frac{-1}{120} \cdot \left(\varepsilon \cdot {x}^{2}\right) + \frac{1}{6} \cdot \varepsilon\right)\right)} \]
  10. Step-by-step derivation
    1. distribute-rgt-inN/A

      \[\leadsto \frac{-1}{2} \cdot {\varepsilon}^{2} + \left(\left(-1 \cdot \varepsilon\right) \cdot x + \color{blue}{\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{-1}{120} \cdot \left(\varepsilon \cdot {x}^{2}\right) + \frac{1}{6} \cdot \varepsilon\right)\right) \cdot x}\right) \]
    2. associate-+r+N/A

      \[\leadsto \left(\frac{-1}{2} \cdot {\varepsilon}^{2} + \left(-1 \cdot \varepsilon\right) \cdot x\right) + \color{blue}{\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{-1}{120} \cdot \left(\varepsilon \cdot {x}^{2}\right) + \frac{1}{6} \cdot \varepsilon\right)\right) \cdot x} \]
    3. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \left(\left(-1 \cdot \varepsilon\right) \cdot x + \frac{-1}{2} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) + \color{blue}{\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{-1}{120} \cdot \left(\varepsilon \cdot {x}^{2}\right) + \frac{1}{6} \cdot \varepsilon\right)\right)} \cdot x \]
    4. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\left(\left(-1 \cdot \varepsilon\right) \cdot x + \frac{-1}{2} \cdot {\varepsilon}^{2}\right), \color{blue}{\left(\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{-1}{120} \cdot \left(\varepsilon \cdot {x}^{2}\right) + \frac{1}{6} \cdot \varepsilon\right)\right) \cdot x\right)}\right) \]
  11. Simplified98.7%

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5 - x\right) + \left(x \cdot x\right) \cdot \left(\left(\varepsilon \cdot \left(0.16666666666666666 + \left(x \cdot x\right) \cdot -0.008333333333333333\right)\right) \cdot x\right)} \]
  12. Final simplification98.7%

    \[\leadsto \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5 - x\right) + \left(x \cdot x\right) \cdot \left(x \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(0.16666666666666666 + \left(x \cdot x\right) \cdot -0.008333333333333333\right)\right)\right) \]
  13. Add Preprocessing

Alternative 13: 98.2% accurate, 9.8× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \varepsilon \cdot \left(\left(\varepsilon \cdot -0.5 - x\right) + \left(0.16666666666666666 + \left(x \cdot x\right) \cdot -0.008333333333333333\right) \cdot \left(x \cdot \left(x \cdot x\right)\right)\right) \end{array} \]
(FPCore (x eps)
 :precision binary64
 (*
  eps
  (+
   (- (* eps -0.5) x)
   (*
    (+ 0.16666666666666666 (* (* x x) -0.008333333333333333))
    (* x (* x x))))))
double code(double x, double eps) {
	return eps * (((eps * -0.5) - x) + ((0.16666666666666666 + ((x * x) * -0.008333333333333333)) * (x * (x * x))));
}
real(8) function code(x, eps)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8), intent (in) :: eps
    code = eps * (((eps * (-0.5d0)) - x) + ((0.16666666666666666d0 + ((x * x) * (-0.008333333333333333d0))) * (x * (x * x))))
end function
public static double code(double x, double eps) {
	return eps * (((eps * -0.5) - x) + ((0.16666666666666666 + ((x * x) * -0.008333333333333333)) * (x * (x * x))));
}
def code(x, eps):
	return eps * (((eps * -0.5) - x) + ((0.16666666666666666 + ((x * x) * -0.008333333333333333)) * (x * (x * x))))
function code(x, eps)
	return Float64(eps * Float64(Float64(Float64(eps * -0.5) - x) + Float64(Float64(0.16666666666666666 + Float64(Float64(x * x) * -0.008333333333333333)) * Float64(x * Float64(x * x)))))
end
function tmp = code(x, eps)
	tmp = eps * (((eps * -0.5) - x) + ((0.16666666666666666 + ((x * x) * -0.008333333333333333)) * (x * (x * x))));
end
code[x_, eps_] := N[(eps * N[(N[(N[(eps * -0.5), $MachinePrecision] - x), $MachinePrecision] + N[(N[(0.16666666666666666 + N[(N[(x * x), $MachinePrecision] * -0.008333333333333333), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] * N[(x * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\varepsilon \cdot \left(\left(\varepsilon \cdot -0.5 - x\right) + \left(0.16666666666666666 + \left(x \cdot x\right) \cdot -0.008333333333333333\right) \cdot \left(x \cdot \left(x \cdot x\right)\right)\right)
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 45.9%

    \[\cos \left(x + \varepsilon\right) - \cos x \]
  2. Add Preprocessing
  3. Taylor expanded in eps around 0

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \left(\varepsilon \cdot \cos x\right) - \sin x\right)} \]
  4. Step-by-step derivation
    1. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \color{blue}{\left(\frac{-1}{2} \cdot \left(\varepsilon \cdot \cos x\right) - \sin x\right)}\right) \]
    2. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\left(\varepsilon \cdot \cos x\right) \cdot \frac{-1}{2} - \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    3. associate-*r*N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \left(\cos x \cdot \frac{-1}{2}\right) - \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    4. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right) - \sin x\right)\right) \]
    5. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right)\right), \color{blue}{\sin x}\right)\right) \]
    6. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right)\right), \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    7. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \cos x\right)\right), \sin x\right)\right) \]
    8. cos-lowering-cos.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{cos.f64}\left(x\right)\right)\right), \sin x\right)\right) \]
    9. sin-lowering-sin.f6499.5%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{cos.f64}\left(x\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(x\right)\right)\right) \]
  5. Simplified99.5%

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(-0.5 \cdot \cos x\right) - \sin x\right)} \]
  6. Taylor expanded in x around 0

    \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\color{blue}{\left(\frac{-1}{2} \cdot \varepsilon\right)}, \mathsf{sin.f64}\left(x\right)\right)\right) \]
  7. Step-by-step derivation
    1. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2}\right), \mathsf{sin.f64}\left(\color{blue}{x}\right)\right)\right) \]
    2. *-lowering-*.f6499.1%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{sin.f64}\left(\color{blue}{x}\right)\right)\right) \]
  8. Simplified99.1%

    \[\leadsto \varepsilon \cdot \left(\color{blue}{\varepsilon \cdot -0.5} - \sin x\right) \]
  9. Taylor expanded in x around 0

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{-1}{2} \cdot {\varepsilon}^{2} + x \cdot \left(-1 \cdot \varepsilon + {x}^{2} \cdot \left(\frac{-1}{120} \cdot \left(\varepsilon \cdot {x}^{2}\right) + \frac{1}{6} \cdot \varepsilon\right)\right)} \]
  10. Step-by-step derivation
    1. distribute-rgt-inN/A

      \[\leadsto \frac{-1}{2} \cdot {\varepsilon}^{2} + \left(\left(-1 \cdot \varepsilon\right) \cdot x + \color{blue}{\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{-1}{120} \cdot \left(\varepsilon \cdot {x}^{2}\right) + \frac{1}{6} \cdot \varepsilon\right)\right) \cdot x}\right) \]
    2. associate-+r+N/A

      \[\leadsto \left(\frac{-1}{2} \cdot {\varepsilon}^{2} + \left(-1 \cdot \varepsilon\right) \cdot x\right) + \color{blue}{\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{-1}{120} \cdot \left(\varepsilon \cdot {x}^{2}\right) + \frac{1}{6} \cdot \varepsilon\right)\right) \cdot x} \]
    3. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \left(\left(-1 \cdot \varepsilon\right) \cdot x + \frac{-1}{2} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) + \color{blue}{\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{-1}{120} \cdot \left(\varepsilon \cdot {x}^{2}\right) + \frac{1}{6} \cdot \varepsilon\right)\right)} \cdot x \]
    4. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\left(\left(-1 \cdot \varepsilon\right) \cdot x + \frac{-1}{2} \cdot {\varepsilon}^{2}\right), \color{blue}{\left(\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{-1}{120} \cdot \left(\varepsilon \cdot {x}^{2}\right) + \frac{1}{6} \cdot \varepsilon\right)\right) \cdot x\right)}\right) \]
  11. Simplified98.7%

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5 - x\right) + \left(x \cdot x\right) \cdot \left(\left(\varepsilon \cdot \left(0.16666666666666666 + \left(x \cdot x\right) \cdot -0.008333333333333333\right)\right) \cdot x\right)} \]
  12. Taylor expanded in eps around 0

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(-1 \cdot x + \left(\frac{-1}{2} \cdot \varepsilon + {x}^{3} \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{-1}{120} \cdot {x}^{2}\right)\right)\right)} \]
  13. Step-by-step derivation
    1. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \color{blue}{\left(-1 \cdot x + \left(\frac{-1}{2} \cdot \varepsilon + {x}^{3} \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{-1}{120} \cdot {x}^{2}\right)\right)\right)}\right) \]
    2. associate-+r+N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\left(-1 \cdot x + \frac{-1}{2} \cdot \varepsilon\right) + \color{blue}{{x}^{3} \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{-1}{120} \cdot {x}^{2}\right)}\right)\right) \]
    3. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\left(-1 \cdot x + \frac{-1}{2} \cdot \varepsilon\right), \color{blue}{\left({x}^{3} \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{-1}{120} \cdot {x}^{2}\right)\right)}\right)\right) \]
    4. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\left(\frac{-1}{2} \cdot \varepsilon + -1 \cdot x\right), \left(\color{blue}{{x}^{3}} \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{-1}{120} \cdot {x}^{2}\right)\right)\right)\right) \]
    5. mul-1-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\left(\frac{-1}{2} \cdot \varepsilon + \left(\mathsf{neg}\left(x\right)\right)\right), \left({x}^{\color{blue}{3}} \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{-1}{120} \cdot {x}^{2}\right)\right)\right)\right) \]
    6. sub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\left(\frac{-1}{2} \cdot \varepsilon - x\right), \left(\color{blue}{{x}^{3}} \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{-1}{120} \cdot {x}^{2}\right)\right)\right)\right) \]
    7. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\left(\frac{-1}{2} \cdot \varepsilon\right), x\right), \left(\color{blue}{{x}^{3}} \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{-1}{120} \cdot {x}^{2}\right)\right)\right)\right) \]
    8. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2}\right), x\right), \left({\color{blue}{x}}^{3} \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{-1}{120} \cdot {x}^{2}\right)\right)\right)\right) \]
    9. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), x\right), \left({\color{blue}{x}}^{3} \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{-1}{120} \cdot {x}^{2}\right)\right)\right)\right) \]
    10. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), x\right), \mathsf{*.f64}\left(\left({x}^{3}\right), \color{blue}{\left(\frac{1}{6} + \frac{-1}{120} \cdot {x}^{2}\right)}\right)\right)\right) \]
    11. cube-multN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), x\right), \mathsf{*.f64}\left(\left(x \cdot \left(x \cdot x\right)\right), \left(\color{blue}{\frac{1}{6}} + \frac{-1}{120} \cdot {x}^{2}\right)\right)\right)\right) \]
    12. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), x\right), \mathsf{*.f64}\left(\left(x \cdot {x}^{2}\right), \left(\frac{1}{6} + \frac{-1}{120} \cdot {x}^{2}\right)\right)\right)\right) \]
    13. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), x\right), \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \left({x}^{2}\right)\right), \left(\color{blue}{\frac{1}{6}} + \frac{-1}{120} \cdot {x}^{2}\right)\right)\right)\right) \]
    14. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), x\right), \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \left(x \cdot x\right)\right), \left(\frac{1}{6} + \frac{-1}{120} \cdot {x}^{2}\right)\right)\right)\right) \]
    15. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), x\right), \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(x, x\right)\right), \left(\frac{1}{6} + \frac{-1}{120} \cdot {x}^{2}\right)\right)\right)\right) \]
    16. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), x\right), \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(x, x\right)\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{6}, \color{blue}{\left(\frac{-1}{120} \cdot {x}^{2}\right)}\right)\right)\right)\right) \]
    17. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), x\right), \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(x, x\right)\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{6}, \left({x}^{2} \cdot \color{blue}{\frac{-1}{120}}\right)\right)\right)\right)\right) \]
    18. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), x\right), \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(x, x\right)\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{6}, \mathsf{*.f64}\left(\left({x}^{2}\right), \color{blue}{\frac{-1}{120}}\right)\right)\right)\right)\right) \]
    19. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), x\right), \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(x, x\right)\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{6}, \mathsf{*.f64}\left(\left(x \cdot x\right), \frac{-1}{120}\right)\right)\right)\right)\right) \]
    20. *-lowering-*.f6498.7%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), x\right), \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(x, x\right)\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{6}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, x\right), \frac{-1}{120}\right)\right)\right)\right)\right) \]
  14. Simplified98.7%

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\left(\varepsilon \cdot -0.5 - x\right) + \left(x \cdot \left(x \cdot x\right)\right) \cdot \left(0.16666666666666666 + \left(x \cdot x\right) \cdot -0.008333333333333333\right)\right)} \]
  15. Final simplification98.7%

    \[\leadsto \varepsilon \cdot \left(\left(\varepsilon \cdot -0.5 - x\right) + \left(0.16666666666666666 + \left(x \cdot x\right) \cdot -0.008333333333333333\right) \cdot \left(x \cdot \left(x \cdot x\right)\right)\right) \]
  16. Add Preprocessing

Alternative 14: 98.0% accurate, 12.1× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -0.5 + x \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(-1 + x \cdot \left(x \cdot 0.16666666666666666\right)\right)\right) \end{array} \]
(FPCore (x eps)
 :precision binary64
 (+
  (* (* eps eps) -0.5)
  (* x (* eps (+ -1.0 (* x (* x 0.16666666666666666)))))))
double code(double x, double eps) {
	return ((eps * eps) * -0.5) + (x * (eps * (-1.0 + (x * (x * 0.16666666666666666)))));
}
real(8) function code(x, eps)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8), intent (in) :: eps
    code = ((eps * eps) * (-0.5d0)) + (x * (eps * ((-1.0d0) + (x * (x * 0.16666666666666666d0)))))
end function
public static double code(double x, double eps) {
	return ((eps * eps) * -0.5) + (x * (eps * (-1.0 + (x * (x * 0.16666666666666666)))));
}
def code(x, eps):
	return ((eps * eps) * -0.5) + (x * (eps * (-1.0 + (x * (x * 0.16666666666666666)))))
function code(x, eps)
	return Float64(Float64(Float64(eps * eps) * -0.5) + Float64(x * Float64(eps * Float64(-1.0 + Float64(x * Float64(x * 0.16666666666666666))))))
end
function tmp = code(x, eps)
	tmp = ((eps * eps) * -0.5) + (x * (eps * (-1.0 + (x * (x * 0.16666666666666666)))));
end
code[x_, eps_] := N[(N[(N[(eps * eps), $MachinePrecision] * -0.5), $MachinePrecision] + N[(x * N[(eps * N[(-1.0 + N[(x * N[(x * 0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -0.5 + x \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(-1 + x \cdot \left(x \cdot 0.16666666666666666\right)\right)\right)
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 45.9%

    \[\cos \left(x + \varepsilon\right) - \cos x \]
  2. Add Preprocessing
  3. Taylor expanded in eps around 0

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \left(\varepsilon \cdot \cos x\right) - \sin x\right)} \]
  4. Step-by-step derivation
    1. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \color{blue}{\left(\frac{-1}{2} \cdot \left(\varepsilon \cdot \cos x\right) - \sin x\right)}\right) \]
    2. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\left(\varepsilon \cdot \cos x\right) \cdot \frac{-1}{2} - \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    3. associate-*r*N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \left(\cos x \cdot \frac{-1}{2}\right) - \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    4. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right) - \sin x\right)\right) \]
    5. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right)\right), \color{blue}{\sin x}\right)\right) \]
    6. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right)\right), \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    7. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \cos x\right)\right), \sin x\right)\right) \]
    8. cos-lowering-cos.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{cos.f64}\left(x\right)\right)\right), \sin x\right)\right) \]
    9. sin-lowering-sin.f6499.5%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{cos.f64}\left(x\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(x\right)\right)\right) \]
  5. Simplified99.5%

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(-0.5 \cdot \cos x\right) - \sin x\right)} \]
  6. Taylor expanded in x around 0

    \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\color{blue}{\left(\frac{-1}{2} \cdot \varepsilon\right)}, \mathsf{sin.f64}\left(x\right)\right)\right) \]
  7. Step-by-step derivation
    1. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2}\right), \mathsf{sin.f64}\left(\color{blue}{x}\right)\right)\right) \]
    2. *-lowering-*.f6499.1%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{sin.f64}\left(\color{blue}{x}\right)\right)\right) \]
  8. Simplified99.1%

    \[\leadsto \varepsilon \cdot \left(\color{blue}{\varepsilon \cdot -0.5} - \sin x\right) \]
  9. Taylor expanded in x around 0

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{-1}{2} \cdot {\varepsilon}^{2} + x \cdot \left(-1 \cdot \varepsilon + \frac{1}{6} \cdot \left(\varepsilon \cdot {x}^{2}\right)\right)} \]
  10. Step-by-step derivation
    1. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\left(\frac{-1}{2} \cdot {\varepsilon}^{2}\right), \color{blue}{\left(x \cdot \left(-1 \cdot \varepsilon + \frac{1}{6} \cdot \left(\varepsilon \cdot {x}^{2}\right)\right)\right)}\right) \]
    2. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \left({\varepsilon}^{2}\right)\right), \left(\color{blue}{x} \cdot \left(-1 \cdot \varepsilon + \frac{1}{6} \cdot \left(\varepsilon \cdot {x}^{2}\right)\right)\right)\right) \]
    3. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right)\right), \left(x \cdot \left(-1 \cdot \varepsilon + \frac{1}{6} \cdot \left(\varepsilon \cdot {x}^{2}\right)\right)\right)\right) \]
    4. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right)\right), \left(x \cdot \left(-1 \cdot \varepsilon + \frac{1}{6} \cdot \left(\varepsilon \cdot {x}^{2}\right)\right)\right)\right) \]
    5. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \color{blue}{\left(-1 \cdot \varepsilon + \frac{1}{6} \cdot \left(\varepsilon \cdot {x}^{2}\right)\right)}\right)\right) \]
    6. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \left(\frac{1}{6} \cdot \left(\varepsilon \cdot {x}^{2}\right) + \color{blue}{-1 \cdot \varepsilon}\right)\right)\right) \]
    7. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \left(\frac{1}{6} \cdot \left({x}^{2} \cdot \varepsilon\right) + -1 \cdot \varepsilon\right)\right)\right) \]
    8. associate-*r*N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \left(\left(\frac{1}{6} \cdot {x}^{2}\right) \cdot \varepsilon + \color{blue}{-1} \cdot \varepsilon\right)\right)\right) \]
    9. distribute-rgt-outN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \left(\varepsilon \cdot \color{blue}{\left(\frac{1}{6} \cdot {x}^{2} + -1\right)}\right)\right)\right) \]
    10. metadata-evalN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \left(\varepsilon \cdot \left(\frac{1}{6} \cdot {x}^{2} + \left(\mathsf{neg}\left(1\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    11. sub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \left(\varepsilon \cdot \left(\frac{1}{6} \cdot {x}^{2} - \color{blue}{1}\right)\right)\right)\right) \]
    12. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \color{blue}{\left(\frac{1}{6} \cdot {x}^{2} - 1\right)}\right)\right)\right) \]
    13. sub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{1}{6} \cdot {x}^{2} + \color{blue}{\left(\mathsf{neg}\left(1\right)\right)}\right)\right)\right)\right) \]
    14. metadata-evalN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{1}{6} \cdot {x}^{2} + -1\right)\right)\right)\right) \]
    15. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(-1 + \color{blue}{\frac{1}{6} \cdot {x}^{2}}\right)\right)\right)\right) \]
    16. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(-1, \color{blue}{\left(\frac{1}{6} \cdot {x}^{2}\right)}\right)\right)\right)\right) \]
    17. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(-1, \left({x}^{2} \cdot \color{blue}{\frac{1}{6}}\right)\right)\right)\right)\right) \]
    18. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(-1, \left(\left(x \cdot x\right) \cdot \frac{1}{6}\right)\right)\right)\right)\right) \]
    19. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(-1, \left(x \cdot \color{blue}{\left(x \cdot \frac{1}{6}\right)}\right)\right)\right)\right)\right) \]
    20. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(-1, \left(x \cdot \left(\frac{1}{6} \cdot \color{blue}{x}\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    21. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(-1, \mathsf{*.f64}\left(x, \color{blue}{\left(\frac{1}{6} \cdot x\right)}\right)\right)\right)\right)\right) \]
    22. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(-1, \mathsf{*.f64}\left(x, \left(x \cdot \color{blue}{\frac{1}{6}}\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    23. *-lowering-*.f6498.4%

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(-1, \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(x, \color{blue}{\frac{1}{6}}\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
  11. Simplified98.4%

    \[\leadsto \color{blue}{-0.5 \cdot \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) + x \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(-1 + x \cdot \left(x \cdot 0.16666666666666666\right)\right)\right)} \]
  12. Final simplification98.4%

    \[\leadsto \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -0.5 + x \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(-1 + x \cdot \left(x \cdot 0.16666666666666666\right)\right)\right) \]
  13. Add Preprocessing

Alternative 15: 98.0% accurate, 13.7× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5 + x \cdot \left(-1 - x \cdot \left(x \cdot -0.16666666666666666\right)\right)\right) \end{array} \]
(FPCore (x eps)
 :precision binary64
 (* eps (+ (* eps -0.5) (* x (- -1.0 (* x (* x -0.16666666666666666)))))))
double code(double x, double eps) {
	return eps * ((eps * -0.5) + (x * (-1.0 - (x * (x * -0.16666666666666666)))));
}
real(8) function code(x, eps)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8), intent (in) :: eps
    code = eps * ((eps * (-0.5d0)) + (x * ((-1.0d0) - (x * (x * (-0.16666666666666666d0))))))
end function
public static double code(double x, double eps) {
	return eps * ((eps * -0.5) + (x * (-1.0 - (x * (x * -0.16666666666666666)))));
}
def code(x, eps):
	return eps * ((eps * -0.5) + (x * (-1.0 - (x * (x * -0.16666666666666666)))))
function code(x, eps)
	return Float64(eps * Float64(Float64(eps * -0.5) + Float64(x * Float64(-1.0 - Float64(x * Float64(x * -0.16666666666666666))))))
end
function tmp = code(x, eps)
	tmp = eps * ((eps * -0.5) + (x * (-1.0 - (x * (x * -0.16666666666666666)))));
end
code[x_, eps_] := N[(eps * N[(N[(eps * -0.5), $MachinePrecision] + N[(x * N[(-1.0 - N[(x * N[(x * -0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5 + x \cdot \left(-1 - x \cdot \left(x \cdot -0.16666666666666666\right)\right)\right)
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 45.9%

    \[\cos \left(x + \varepsilon\right) - \cos x \]
  2. Add Preprocessing
  3. Taylor expanded in eps around 0

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \left(\varepsilon \cdot \cos x\right) - \sin x\right)} \]
  4. Step-by-step derivation
    1. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \color{blue}{\left(\frac{-1}{2} \cdot \left(\varepsilon \cdot \cos x\right) - \sin x\right)}\right) \]
    2. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\left(\varepsilon \cdot \cos x\right) \cdot \frac{-1}{2} - \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    3. associate-*r*N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \left(\cos x \cdot \frac{-1}{2}\right) - \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    4. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right) - \sin x\right)\right) \]
    5. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right)\right), \color{blue}{\sin x}\right)\right) \]
    6. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right)\right), \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    7. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \cos x\right)\right), \sin x\right)\right) \]
    8. cos-lowering-cos.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{cos.f64}\left(x\right)\right)\right), \sin x\right)\right) \]
    9. sin-lowering-sin.f6499.5%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{cos.f64}\left(x\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(x\right)\right)\right) \]
  5. Simplified99.5%

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(-0.5 \cdot \cos x\right) - \sin x\right)} \]
  6. Taylor expanded in x around 0

    \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\color{blue}{\left(\frac{-1}{2} \cdot \varepsilon\right)}, \mathsf{sin.f64}\left(x\right)\right)\right) \]
  7. Step-by-step derivation
    1. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2}\right), \mathsf{sin.f64}\left(\color{blue}{x}\right)\right)\right) \]
    2. *-lowering-*.f6499.1%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{sin.f64}\left(\color{blue}{x}\right)\right)\right) \]
  8. Simplified99.1%

    \[\leadsto \varepsilon \cdot \left(\color{blue}{\varepsilon \cdot -0.5} - \sin x\right) \]
  9. Taylor expanded in x around 0

    \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \color{blue}{\left(x \cdot \left(1 + \frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right)\right)}\right)\right) \]
  10. Step-by-step derivation
    1. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \color{blue}{\left(1 + \frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right)}\right)\right)\right) \]
    2. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(1, \color{blue}{\left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right)}\right)\right)\right)\right) \]
    3. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(1, \left({x}^{2} \cdot \color{blue}{\frac{-1}{6}}\right)\right)\right)\right)\right) \]
    4. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(1, \left(\left(x \cdot x\right) \cdot \frac{-1}{6}\right)\right)\right)\right)\right) \]
    5. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(1, \left(x \cdot \color{blue}{\left(x \cdot \frac{-1}{6}\right)}\right)\right)\right)\right)\right) \]
    6. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot \frac{-1}{6}\right)}\right)\right)\right)\right)\right) \]
    7. *-lowering-*.f6498.3%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(x, \color{blue}{\frac{-1}{6}}\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
  11. Simplified98.3%

    \[\leadsto \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5 - \color{blue}{x \cdot \left(1 + x \cdot \left(x \cdot -0.16666666666666666\right)\right)}\right) \]
  12. Final simplification98.3%

    \[\leadsto \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5 + x \cdot \left(-1 - x \cdot \left(x \cdot -0.16666666666666666\right)\right)\right) \]
  13. Add Preprocessing

Alternative 16: 97.6% accurate, 22.8× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5\right) - \varepsilon \cdot x \end{array} \]
(FPCore (x eps) :precision binary64 (- (* eps (* eps -0.5)) (* eps x)))
double code(double x, double eps) {
	return (eps * (eps * -0.5)) - (eps * x);
}
real(8) function code(x, eps)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8), intent (in) :: eps
    code = (eps * (eps * (-0.5d0))) - (eps * x)
end function
public static double code(double x, double eps) {
	return (eps * (eps * -0.5)) - (eps * x);
}
def code(x, eps):
	return (eps * (eps * -0.5)) - (eps * x)
function code(x, eps)
	return Float64(Float64(eps * Float64(eps * -0.5)) - Float64(eps * x))
end
function tmp = code(x, eps)
	tmp = (eps * (eps * -0.5)) - (eps * x);
end
code[x_, eps_] := N[(N[(eps * N[(eps * -0.5), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] - N[(eps * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5\right) - \varepsilon \cdot x
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 45.9%

    \[\cos \left(x + \varepsilon\right) - \cos x \]
  2. Add Preprocessing
  3. Taylor expanded in eps around 0

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \left(\varepsilon \cdot \cos x\right) - \sin x\right)} \]
  4. Step-by-step derivation
    1. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \color{blue}{\left(\frac{-1}{2} \cdot \left(\varepsilon \cdot \cos x\right) - \sin x\right)}\right) \]
    2. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\left(\varepsilon \cdot \cos x\right) \cdot \frac{-1}{2} - \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    3. associate-*r*N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \left(\cos x \cdot \frac{-1}{2}\right) - \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    4. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right) - \sin x\right)\right) \]
    5. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right)\right), \color{blue}{\sin x}\right)\right) \]
    6. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right)\right), \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    7. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \cos x\right)\right), \sin x\right)\right) \]
    8. cos-lowering-cos.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{cos.f64}\left(x\right)\right)\right), \sin x\right)\right) \]
    9. sin-lowering-sin.f6499.5%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{cos.f64}\left(x\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(x\right)\right)\right) \]
  5. Simplified99.5%

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(-0.5 \cdot \cos x\right) - \sin x\right)} \]
  6. Taylor expanded in x around 0

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{-1}{2} \cdot {\varepsilon}^{2} + x \cdot \left(-1 \cdot \varepsilon + \frac{1}{4} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot x\right)\right)} \]
  7. Step-by-step derivation
    1. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\left(\frac{-1}{2} \cdot {\varepsilon}^{2}\right), \color{blue}{\left(x \cdot \left(-1 \cdot \varepsilon + \frac{1}{4} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot x\right)\right)\right)}\right) \]
    2. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\left({\varepsilon}^{2} \cdot \frac{-1}{2}\right), \left(\color{blue}{x} \cdot \left(-1 \cdot \varepsilon + \frac{1}{4} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot x\right)\right)\right)\right) \]
    3. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\left(\left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \frac{-1}{2}\right), \left(x \cdot \left(-1 \cdot \varepsilon + \frac{1}{4} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot x\right)\right)\right)\right) \]
    4. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2}\right)\right), \left(\color{blue}{x} \cdot \left(-1 \cdot \varepsilon + \frac{1}{4} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot x\right)\right)\right)\right) \]
    5. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \varepsilon\right)\right), \left(x \cdot \left(-1 \cdot \varepsilon + \frac{1}{4} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot x\right)\right)\right)\right) \]
    6. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{-1}{2} \cdot \varepsilon\right)\right), \left(\color{blue}{x} \cdot \left(-1 \cdot \varepsilon + \frac{1}{4} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot x\right)\right)\right)\right) \]
    7. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2}\right)\right), \left(x \cdot \left(-1 \cdot \varepsilon + \frac{1}{4} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot x\right)\right)\right)\right) \]
    8. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \left(x \cdot \left(-1 \cdot \varepsilon + \frac{1}{4} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot x\right)\right)\right)\right) \]
    9. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \color{blue}{\left(-1 \cdot \varepsilon + \frac{1}{4} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot x\right)\right)}\right)\right) \]
    10. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \left(\frac{1}{4} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot x\right) + \color{blue}{-1 \cdot \varepsilon}\right)\right)\right) \]
    11. mul-1-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \left(\frac{1}{4} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot x\right) + \left(\mathsf{neg}\left(\varepsilon\right)\right)\right)\right)\right) \]
    12. unsub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \left(\frac{1}{4} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot x\right) - \color{blue}{\varepsilon}\right)\right)\right) \]
    13. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\frac{1}{4} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot x\right)\right), \color{blue}{\varepsilon}\right)\right)\right) \]
    14. associate-*r*N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\left(\frac{1}{4} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) \cdot x\right), \varepsilon\right)\right)\right) \]
    15. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{\_.f64}\left(\left(x \cdot \left(\frac{1}{4} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right), \varepsilon\right)\right)\right) \]
    16. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \left(\frac{1}{4} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right), \varepsilon\right)\right)\right) \]
    17. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \left({\varepsilon}^{2} \cdot \frac{1}{4}\right)\right), \varepsilon\right)\right)\right) \]
    18. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \left(\left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \frac{1}{4}\right)\right), \varepsilon\right)\right)\right) \]
    19. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \left(\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \frac{1}{4}\right)\right)\right), \varepsilon\right)\right)\right) \]
    20. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \left(\varepsilon \cdot \left(\frac{1}{4} \cdot \varepsilon\right)\right)\right), \varepsilon\right)\right)\right) \]
    21. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{1}{4} \cdot \varepsilon\right)\right)\right), \varepsilon\right)\right)\right) \]
    22. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \frac{1}{4}\right)\right)\right), \varepsilon\right)\right)\right) \]
    23. *-lowering-*.f6497.6%

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{1}{4}\right)\right)\right), \varepsilon\right)\right)\right) \]
  8. Simplified97.6%

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5\right) + x \cdot \left(x \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot 0.25\right)\right) - \varepsilon\right)} \]
  9. Taylor expanded in x around 0

    \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \color{blue}{\left(-1 \cdot \left(\varepsilon \cdot x\right)\right)}\right) \]
  10. Step-by-step derivation
    1. mul-1-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \left(\mathsf{neg}\left(\varepsilon \cdot x\right)\right)\right) \]
    2. neg-sub0N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \left(0 - \color{blue}{\varepsilon \cdot x}\right)\right) \]
    3. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \color{blue}{\left(\varepsilon \cdot x\right)}\right)\right) \]
    4. *-lowering-*.f6497.6%

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \color{blue}{x}\right)\right)\right) \]
  11. Simplified97.6%

    \[\leadsto \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5\right) + \color{blue}{\left(0 - \varepsilon \cdot x\right)} \]
  12. Final simplification97.6%

    \[\leadsto \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5\right) - \varepsilon \cdot x \]
  13. Add Preprocessing

Alternative 17: 97.6% accurate, 29.3× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5 - x\right) \end{array} \]
(FPCore (x eps) :precision binary64 (* eps (- (* eps -0.5) x)))
double code(double x, double eps) {
	return eps * ((eps * -0.5) - x);
}
real(8) function code(x, eps)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8), intent (in) :: eps
    code = eps * ((eps * (-0.5d0)) - x)
end function
public static double code(double x, double eps) {
	return eps * ((eps * -0.5) - x);
}
def code(x, eps):
	return eps * ((eps * -0.5) - x)
function code(x, eps)
	return Float64(eps * Float64(Float64(eps * -0.5) - x))
end
function tmp = code(x, eps)
	tmp = eps * ((eps * -0.5) - x);
end
code[x_, eps_] := N[(eps * N[(N[(eps * -0.5), $MachinePrecision] - x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5 - x\right)
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 45.9%

    \[\cos \left(x + \varepsilon\right) - \cos x \]
  2. Add Preprocessing
  3. Taylor expanded in eps around 0

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \left(\varepsilon \cdot \cos x\right) - \sin x\right)} \]
  4. Step-by-step derivation
    1. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \color{blue}{\left(\frac{-1}{2} \cdot \left(\varepsilon \cdot \cos x\right) - \sin x\right)}\right) \]
    2. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\left(\varepsilon \cdot \cos x\right) \cdot \frac{-1}{2} - \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    3. associate-*r*N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \left(\cos x \cdot \frac{-1}{2}\right) - \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    4. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right) - \sin x\right)\right) \]
    5. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right)\right), \color{blue}{\sin x}\right)\right) \]
    6. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right)\right), \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    7. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \cos x\right)\right), \sin x\right)\right) \]
    8. cos-lowering-cos.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{cos.f64}\left(x\right)\right)\right), \sin x\right)\right) \]
    9. sin-lowering-sin.f6499.5%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{cos.f64}\left(x\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(x\right)\right)\right) \]
  5. Simplified99.5%

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(-0.5 \cdot \cos x\right) - \sin x\right)} \]
  6. Taylor expanded in x around 0

    \[\leadsto \color{blue}{-1 \cdot \left(\varepsilon \cdot x\right) + \frac{-1}{2} \cdot {\varepsilon}^{2}} \]
  7. Step-by-step derivation
    1. mul-1-negN/A

      \[\leadsto \left(\mathsf{neg}\left(\varepsilon \cdot x\right)\right) + \color{blue}{\frac{-1}{2}} \cdot {\varepsilon}^{2} \]
    2. distribute-rgt-neg-inN/A

      \[\leadsto \varepsilon \cdot \left(\mathsf{neg}\left(x\right)\right) + \color{blue}{\frac{-1}{2}} \cdot {\varepsilon}^{2} \]
    3. mul-1-negN/A

      \[\leadsto \varepsilon \cdot \left(-1 \cdot x\right) + \frac{-1}{2} \cdot {\varepsilon}^{2} \]
    4. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \varepsilon \cdot \left(-1 \cdot x\right) + {\varepsilon}^{2} \cdot \color{blue}{\frac{-1}{2}} \]
    5. unpow2N/A

      \[\leadsto \varepsilon \cdot \left(-1 \cdot x\right) + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \frac{-1}{2} \]
    6. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \varepsilon \cdot \left(-1 \cdot x\right) + \varepsilon \cdot \color{blue}{\left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2}\right)} \]
    7. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \varepsilon \cdot \left(-1 \cdot x\right) + \varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \color{blue}{\varepsilon}\right) \]
    8. distribute-lft-outN/A

      \[\leadsto \varepsilon \cdot \color{blue}{\left(-1 \cdot x + \frac{-1}{2} \cdot \varepsilon\right)} \]
    9. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \color{blue}{\left(-1 \cdot x + \frac{-1}{2} \cdot \varepsilon\right)}\right) \]
    10. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{-1}{2} \cdot \varepsilon + \color{blue}{-1 \cdot x}\right)\right) \]
    11. mul-1-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{-1}{2} \cdot \varepsilon + \left(\mathsf{neg}\left(x\right)\right)\right)\right) \]
    12. unsub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{-1}{2} \cdot \varepsilon - \color{blue}{x}\right)\right) \]
    13. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\frac{-1}{2} \cdot \varepsilon\right), \color{blue}{x}\right)\right) \]
    14. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2}\right), x\right)\right) \]
    15. *-lowering-*.f6497.6%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), x\right)\right) \]
  8. Simplified97.6%

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5 - x\right)} \]
  9. Add Preprocessing

Alternative 18: 78.2% accurate, 41.0× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \varepsilon \cdot \left(0 - x\right) \end{array} \]
(FPCore (x eps) :precision binary64 (* eps (- 0.0 x)))
double code(double x, double eps) {
	return eps * (0.0 - x);
}
real(8) function code(x, eps)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8), intent (in) :: eps
    code = eps * (0.0d0 - x)
end function
public static double code(double x, double eps) {
	return eps * (0.0 - x);
}
def code(x, eps):
	return eps * (0.0 - x)
function code(x, eps)
	return Float64(eps * Float64(0.0 - x))
end
function tmp = code(x, eps)
	tmp = eps * (0.0 - x);
end
code[x_, eps_] := N[(eps * N[(0.0 - x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\varepsilon \cdot \left(0 - x\right)
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 45.9%

    \[\cos \left(x + \varepsilon\right) - \cos x \]
  2. Add Preprocessing
  3. Taylor expanded in eps around 0

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \left(\varepsilon \cdot \cos x\right) - \sin x\right)} \]
  4. Step-by-step derivation
    1. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \color{blue}{\left(\frac{-1}{2} \cdot \left(\varepsilon \cdot \cos x\right) - \sin x\right)}\right) \]
    2. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\left(\varepsilon \cdot \cos x\right) \cdot \frac{-1}{2} - \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    3. associate-*r*N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \left(\cos x \cdot \frac{-1}{2}\right) - \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    4. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right) - \sin x\right)\right) \]
    5. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right)\right), \color{blue}{\sin x}\right)\right) \]
    6. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{-1}{2} \cdot \cos x\right)\right), \sin \color{blue}{x}\right)\right) \]
    7. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \cos x\right)\right), \sin x\right)\right) \]
    8. cos-lowering-cos.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{cos.f64}\left(x\right)\right)\right), \sin x\right)\right) \]
    9. sin-lowering-sin.f6499.5%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{cos.f64}\left(x\right)\right)\right), \mathsf{sin.f64}\left(x\right)\right)\right) \]
  5. Simplified99.5%

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(-0.5 \cdot \cos x\right) - \sin x\right)} \]
  6. Taylor expanded in x around 0

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{-1}{2} \cdot {\varepsilon}^{2} + x \cdot \left(-1 \cdot \varepsilon + \frac{1}{4} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot x\right)\right)} \]
  7. Step-by-step derivation
    1. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\left(\frac{-1}{2} \cdot {\varepsilon}^{2}\right), \color{blue}{\left(x \cdot \left(-1 \cdot \varepsilon + \frac{1}{4} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot x\right)\right)\right)}\right) \]
    2. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\left({\varepsilon}^{2} \cdot \frac{-1}{2}\right), \left(\color{blue}{x} \cdot \left(-1 \cdot \varepsilon + \frac{1}{4} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot x\right)\right)\right)\right) \]
    3. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\left(\left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \frac{-1}{2}\right), \left(x \cdot \left(-1 \cdot \varepsilon + \frac{1}{4} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot x\right)\right)\right)\right) \]
    4. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2}\right)\right), \left(\color{blue}{x} \cdot \left(-1 \cdot \varepsilon + \frac{1}{4} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot x\right)\right)\right)\right) \]
    5. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \varepsilon\right)\right), \left(x \cdot \left(-1 \cdot \varepsilon + \frac{1}{4} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot x\right)\right)\right)\right) \]
    6. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{-1}{2} \cdot \varepsilon\right)\right), \left(\color{blue}{x} \cdot \left(-1 \cdot \varepsilon + \frac{1}{4} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot x\right)\right)\right)\right) \]
    7. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2}\right)\right), \left(x \cdot \left(-1 \cdot \varepsilon + \frac{1}{4} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot x\right)\right)\right)\right) \]
    8. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \left(x \cdot \left(-1 \cdot \varepsilon + \frac{1}{4} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot x\right)\right)\right)\right) \]
    9. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \color{blue}{\left(-1 \cdot \varepsilon + \frac{1}{4} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot x\right)\right)}\right)\right) \]
    10. +-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \left(\frac{1}{4} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot x\right) + \color{blue}{-1 \cdot \varepsilon}\right)\right)\right) \]
    11. mul-1-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \left(\frac{1}{4} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot x\right) + \left(\mathsf{neg}\left(\varepsilon\right)\right)\right)\right)\right) \]
    12. unsub-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \left(\frac{1}{4} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot x\right) - \color{blue}{\varepsilon}\right)\right)\right) \]
    13. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\frac{1}{4} \cdot \left({\varepsilon}^{2} \cdot x\right)\right), \color{blue}{\varepsilon}\right)\right)\right) \]
    14. associate-*r*N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{\_.f64}\left(\left(\left(\frac{1}{4} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) \cdot x\right), \varepsilon\right)\right)\right) \]
    15. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{\_.f64}\left(\left(x \cdot \left(\frac{1}{4} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right), \varepsilon\right)\right)\right) \]
    16. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \left(\frac{1}{4} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right), \varepsilon\right)\right)\right) \]
    17. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \left({\varepsilon}^{2} \cdot \frac{1}{4}\right)\right), \varepsilon\right)\right)\right) \]
    18. unpow2N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \left(\left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \frac{1}{4}\right)\right), \varepsilon\right)\right)\right) \]
    19. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \left(\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot \frac{1}{4}\right)\right)\right), \varepsilon\right)\right)\right) \]
    20. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \left(\varepsilon \cdot \left(\frac{1}{4} \cdot \varepsilon\right)\right)\right), \varepsilon\right)\right)\right) \]
    21. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\frac{1}{4} \cdot \varepsilon\right)\right)\right), \varepsilon\right)\right)\right) \]
    22. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \frac{1}{4}\right)\right)\right), \varepsilon\right)\right)\right) \]
    23. *-lowering-*.f6497.6%

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{\_.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{1}{4}\right)\right)\right), \varepsilon\right)\right)\right) \]
  8. Simplified97.6%

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5\right) + x \cdot \left(x \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot 0.25\right)\right) - \varepsilon\right)} \]
  9. Taylor expanded in eps around 0

    \[\leadsto \color{blue}{-1 \cdot \left(\varepsilon \cdot x\right)} \]
  10. Step-by-step derivation
    1. mul-1-negN/A

      \[\leadsto \mathsf{neg}\left(\varepsilon \cdot x\right) \]
    2. neg-sub0N/A

      \[\leadsto 0 - \color{blue}{\varepsilon \cdot x} \]
    3. --lowering--.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{\_.f64}\left(0, \color{blue}{\left(\varepsilon \cdot x\right)}\right) \]
    4. *-lowering-*.f6475.1%

      \[\leadsto \mathsf{\_.f64}\left(0, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \color{blue}{x}\right)\right) \]
  11. Simplified75.1%

    \[\leadsto \color{blue}{0 - \varepsilon \cdot x} \]
  12. Final simplification75.1%

    \[\leadsto \varepsilon \cdot \left(0 - x\right) \]
  13. Add Preprocessing

Alternative 19: 52.0% accurate, 41.0× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5\right) \end{array} \]
(FPCore (x eps) :precision binary64 (* eps (* eps -0.5)))
double code(double x, double eps) {
	return eps * (eps * -0.5);
}
real(8) function code(x, eps)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8), intent (in) :: eps
    code = eps * (eps * (-0.5d0))
end function
public static double code(double x, double eps) {
	return eps * (eps * -0.5);
}
def code(x, eps):
	return eps * (eps * -0.5)
function code(x, eps)
	return Float64(eps * Float64(eps * -0.5))
end
function tmp = code(x, eps)
	tmp = eps * (eps * -0.5);
end
code[x_, eps_] := N[(eps * N[(eps * -0.5), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5\right)
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 45.9%

    \[\cos \left(x + \varepsilon\right) - \cos x \]
  2. Add Preprocessing
  3. Taylor expanded in x around 0

    \[\leadsto \color{blue}{\cos \varepsilon - 1} \]
  4. Step-by-step derivation
    1. sub-negN/A

      \[\leadsto \cos \varepsilon + \color{blue}{\left(\mathsf{neg}\left(1\right)\right)} \]
    2. metadata-evalN/A

      \[\leadsto \cos \varepsilon + -1 \]
    3. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\cos \varepsilon, \color{blue}{-1}\right) \]
    4. cos-lowering-cos.f6444.7%

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\varepsilon\right), -1\right) \]
  5. Simplified44.7%

    \[\leadsto \color{blue}{\cos \varepsilon + -1} \]
  6. Taylor expanded in eps around 0

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{-1}{2} \cdot {\varepsilon}^{2}} \]
  7. Step-by-step derivation
    1. *-commutativeN/A

      \[\leadsto {\varepsilon}^{2} \cdot \color{blue}{\frac{-1}{2}} \]
    2. unpow2N/A

      \[\leadsto \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \frac{-1}{2} \]
    3. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \varepsilon \cdot \color{blue}{\left(\varepsilon \cdot \frac{-1}{2}\right)} \]
    4. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \color{blue}{\varepsilon}\right) \]
    5. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \color{blue}{\left(\frac{-1}{2} \cdot \varepsilon\right)}\right) \]
    6. *-commutativeN/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \color{blue}{\frac{-1}{2}}\right)\right) \]
    7. *-lowering-*.f6446.3%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \color{blue}{\frac{-1}{2}}\right)\right) \]
  8. Simplified46.3%

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5\right)} \]
  9. Add Preprocessing

Alternative 20: 50.6% accurate, 205.0× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ 0 \end{array} \]
(FPCore (x eps) :precision binary64 0.0)
double code(double x, double eps) {
	return 0.0;
}
real(8) function code(x, eps)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8), intent (in) :: eps
    code = 0.0d0
end function
public static double code(double x, double eps) {
	return 0.0;
}
def code(x, eps):
	return 0.0
function code(x, eps)
	return 0.0
end
function tmp = code(x, eps)
	tmp = 0.0;
end
code[x_, eps_] := 0.0
\begin{array}{l}

\\
0
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 45.9%

    \[\cos \left(x + \varepsilon\right) - \cos x \]
  2. Add Preprocessing
  3. Taylor expanded in x around 0

    \[\leadsto \color{blue}{\cos \varepsilon - 1} \]
  4. Step-by-step derivation
    1. sub-negN/A

      \[\leadsto \cos \varepsilon + \color{blue}{\left(\mathsf{neg}\left(1\right)\right)} \]
    2. metadata-evalN/A

      \[\leadsto \cos \varepsilon + -1 \]
    3. +-lowering-+.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\cos \varepsilon, \color{blue}{-1}\right) \]
    4. cos-lowering-cos.f6444.7%

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\varepsilon\right), -1\right) \]
  5. Simplified44.7%

    \[\leadsto \color{blue}{\cos \varepsilon + -1} \]
  6. Taylor expanded in eps around 0

    \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\color{blue}{1}, -1\right) \]
  7. Step-by-step derivation
    1. Simplified44.7%

      \[\leadsto \color{blue}{1} + -1 \]
    2. Step-by-step derivation
      1. metadata-eval44.7%

        \[\leadsto 0 \]
    3. Applied egg-rr44.7%

      \[\leadsto \color{blue}{0} \]
    4. Add Preprocessing

    Developer Target 1: 99.7% accurate, 1.0× speedup?

    \[\begin{array}{l} \\ \left(-2 \cdot \sin \left(x + \frac{\varepsilon}{2}\right)\right) \cdot \sin \left(\frac{\varepsilon}{2}\right) \end{array} \]
    (FPCore (x eps)
     :precision binary64
     (* (* -2.0 (sin (+ x (/ eps 2.0)))) (sin (/ eps 2.0))))
    double code(double x, double eps) {
    	return (-2.0 * sin((x + (eps / 2.0)))) * sin((eps / 2.0));
    }
    
    real(8) function code(x, eps)
        real(8), intent (in) :: x
        real(8), intent (in) :: eps
        code = ((-2.0d0) * sin((x + (eps / 2.0d0)))) * sin((eps / 2.0d0))
    end function
    
    public static double code(double x, double eps) {
    	return (-2.0 * Math.sin((x + (eps / 2.0)))) * Math.sin((eps / 2.0));
    }
    
    def code(x, eps):
    	return (-2.0 * math.sin((x + (eps / 2.0)))) * math.sin((eps / 2.0))
    
    function code(x, eps)
    	return Float64(Float64(-2.0 * sin(Float64(x + Float64(eps / 2.0)))) * sin(Float64(eps / 2.0)))
    end
    
    function tmp = code(x, eps)
    	tmp = (-2.0 * sin((x + (eps / 2.0)))) * sin((eps / 2.0));
    end
    
    code[x_, eps_] := N[(N[(-2.0 * N[Sin[N[(x + N[(eps / 2.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]), $MachinePrecision] * N[Sin[N[(eps / 2.0), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
    
    \begin{array}{l}
    
    \\
    \left(-2 \cdot \sin \left(x + \frac{\varepsilon}{2}\right)\right) \cdot \sin \left(\frac{\varepsilon}{2}\right)
    \end{array}
    

    Reproduce

    ?
    herbie shell --seed 2024162 
    (FPCore (x eps)
      :name "2cos (problem 3.3.5)"
      :precision binary64
      :pre (and (and (and (<= -10000.0 x) (<= x 10000.0)) (< (* 1e-16 (fabs x)) eps)) (< eps (fabs x)))
    
      :alt
      (! :herbie-platform default (* -2 (sin (+ x (/ eps 2))) (sin (/ eps 2))))
    
      (- (cos (+ x eps)) (cos x)))