2sin (example 3.3)

Percentage Accurate: 62.1% → 99.9%
Time: 15.9s
Alternatives: 14
Speedup: 205.0×

Specification

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

\\
\sin \left(x + \varepsilon\right) - \sin 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 14 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: 62.1% accurate, 1.0× speedup?

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

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

Alternative 1: 99.9% accurate, 1.0× speedup?

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

\\
2 \cdot \left(\sin \left(\frac{\varepsilon}{2}\right) \cdot \cos \left(x + \varepsilon \cdot 0.5\right)\right)
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 63.8%

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\varepsilon, 2\right)\right), \mathsf{cos.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot \left(2 \cdot x + \varepsilon\right)\right)\right)\right), 2\right) \]
    7. distribute-rgt-inN/A

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\varepsilon, 2\right)\right), \mathsf{cos.f64}\left(\left(x \cdot 1 + \varepsilon \cdot \frac{1}{2}\right)\right)\right), 2\right) \]
    11. *-rgt-identityN/A

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\varepsilon, 2\right)\right), \mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{1}{2}\right)\right)\right)\right), 2\right) \]
  7. Simplified99.9%

    \[\leadsto \left(\sin \left(\frac{\varepsilon}{2}\right) \cdot \color{blue}{\cos \left(x + \varepsilon \cdot 0.5\right)}\right) \cdot 2 \]
  8. Final simplification99.9%

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

Alternative 2: 99.8% accurate, 1.6× speedup?

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

\\
2 \cdot \left(\cos \left(x + \varepsilon \cdot 0.5\right) \cdot \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)\right)
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 63.8%

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\varepsilon, 2\right)\right), \mathsf{cos.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot \left(2 \cdot x + \varepsilon\right)\right)\right)\right), 2\right) \]
    7. distribute-rgt-inN/A

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\varepsilon, 2\right)\right), \mathsf{cos.f64}\left(\left(x \cdot 1 + \varepsilon \cdot \frac{1}{2}\right)\right)\right), 2\right) \]
    11. *-rgt-identityN/A

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\varepsilon, 2\right)\right), \mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{1}{2}\right)\right)\right)\right), 2\right) \]
  7. Simplified99.9%

    \[\leadsto \left(\sin \left(\frac{\varepsilon}{2}\right) \cdot \color{blue}{\cos \left(x + \varepsilon \cdot 0.5\right)}\right) \cdot 2 \]
  8. Taylor expanded in eps around 0

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Alternative 3: 99.8% accurate, 1.7× speedup?

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

\\
2 \cdot \left(\left(0.5 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(-0.020833333333333332 + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot 0.00026041666666666666\right)\right)\right) \cdot \left(\varepsilon \cdot \cos \left(x + \varepsilon \cdot 0.5\right)\right)\right)
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 63.8%

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \left(\varepsilon \cdot \frac{1}{3840}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), 2\right) \]
    14. *-lowering-*.f6499.6%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{1}{3840}\right)\right)\right)\right)\right)\right), \mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, 2\right)\right), 2\right)\right)\right), 2\right) \]
  7. Simplified99.6%

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \mathsf{+.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{1}{3840}\right)\right)\right)\right)\right), \left(\varepsilon \cdot \cos \left(\frac{1}{2} \cdot \left(\varepsilon + 2 \cdot x\right)\right)\right)\right), 2\right) \]
  10. Simplified99.6%

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

    \[\leadsto 2 \cdot \left(\left(0.5 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot \left(-0.020833333333333332 + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot 0.00026041666666666666\right)\right)\right) \cdot \left(\varepsilon \cdot \cos \left(x + \varepsilon \cdot 0.5\right)\right)\right) \]
  12. Add Preprocessing

Alternative 4: 99.8% accurate, 1.8× speedup?

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

\\
\left(0.5 + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.020833333333333332\right)\right) \cdot \left(\cos \left(x + \varepsilon \cdot 0.5\right) \cdot \left(\varepsilon \cdot 2\right)\right)
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 63.8%

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

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

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

      \[\leadsto 2 \cdot \frac{1}{\color{blue}{\frac{2}{\sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2} - \frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right) + \sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2} + \frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right)}}} \]
    4. un-div-invN/A

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(2, \color{blue}{\left(\frac{2}{\sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2} - \frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right) + \sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2} + \frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right)}\right)}\right) \]
    6. clear-numN/A

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{/.f64}\left(1, \color{blue}{\left(\sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2}\right) \cdot \cos \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right)\right)}\right)\right) \]
  4. Applied egg-rr99.7%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{2}{\frac{1}{\sin \left(\frac{\varepsilon}{2}\right) \cdot \cos \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right)}}} \]
  5. Taylor expanded in eps around inf

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

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

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{/.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\varepsilon, 2\right)\right), \mathsf{cos.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot \left(2 \cdot x + \varepsilon\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    7. distribute-rgt-inN/A

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{/.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\varepsilon, 2\right)\right), \mathsf{cos.f64}\left(\left(x \cdot 1 + \varepsilon \cdot \frac{1}{2}\right)\right)\right)\right)\right) \]
    11. *-rgt-identityN/A

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

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

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

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

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

    \[\leadsto \frac{2}{\frac{1}{\sin \left(\frac{\varepsilon}{2}\right) \cdot \color{blue}{\cos \left(x + \varepsilon \cdot 0.5\right)}}} \]
  8. Taylor expanded in eps around 0

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{/.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{48}, \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right)\right)\right)\right), \mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{1}{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    5. *-lowering-*.f6499.0%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{/.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right)\right)\right)\right), \mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{1}{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
  10. Simplified99.0%

    \[\leadsto \frac{2}{\frac{1}{\color{blue}{\left(\varepsilon \cdot \left(0.5 + -0.020833333333333332 \cdot \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right)\right)\right)} \cdot \cos \left(x + \varepsilon \cdot 0.5\right)}} \]
  11. Step-by-step derivation
    1. associate-/r/N/A

      \[\leadsto \frac{2}{1} \cdot \color{blue}{\left(\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{1}{2} + \frac{-1}{48} \cdot \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right)\right)\right) \cdot \cos \left(x + \varepsilon \cdot \frac{1}{2}\right)\right)} \]
    2. metadata-evalN/A

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

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

      \[\leadsto \left(\left(\left(\frac{1}{2} + \frac{-1}{48} \cdot \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right)\right) \cdot \varepsilon\right) \cdot \cos \left(x + \varepsilon \cdot \frac{1}{2}\right)\right) \cdot 2 \]
    5. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \left(\left(\frac{1}{2} + \frac{-1}{48} \cdot \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right)\right) \cdot \left(\varepsilon \cdot \cos \left(x + \varepsilon \cdot \frac{1}{2}\right)\right)\right) \cdot 2 \]
    6. associate-*l*N/A

      \[\leadsto \left(\frac{1}{2} + \frac{-1}{48} \cdot \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right)\right) \cdot \color{blue}{\left(\left(\varepsilon \cdot \cos \left(x + \varepsilon \cdot \frac{1}{2}\right)\right) \cdot 2\right)} \]
    7. associate-*r*N/A

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

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

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

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

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{48}\right)\right)\right), \left(\varepsilon \cdot \left(2 \cdot \color{blue}{\cos \left(x + \varepsilon \cdot \frac{1}{2}\right)}\right)\right)\right) \]
    16. associate-*r*N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{48}\right)\right)\right), \left(\left(\varepsilon \cdot 2\right) \cdot \color{blue}{\cos \left(x + \varepsilon \cdot \frac{1}{2}\right)}\right)\right) \]
    17. *-commutativeN/A

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

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

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

Alternative 5: 99.8% accurate, 1.8× speedup?

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

\\
\varepsilon \cdot \left(\left(0.5 + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.020833333333333332\right)\right) \cdot \left(2 \cdot \cos \left(x + \varepsilon \cdot 0.5\right)\right)\right)
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 63.8%

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

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

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

      \[\leadsto 2 \cdot \frac{1}{\color{blue}{\frac{2}{\sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2} - \frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right) + \sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2} + \frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right)}}} \]
    4. un-div-invN/A

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(2, \color{blue}{\left(\frac{2}{\sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2} - \frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right) + \sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2} + \frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right)}\right)}\right) \]
    6. clear-numN/A

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{/.f64}\left(1, \color{blue}{\left(\sin \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) - x}{2}\right) \cdot \cos \left(\frac{\left(x + \varepsilon\right) + x}{2}\right)\right)}\right)\right) \]
  4. Applied egg-rr99.7%

    \[\leadsto \color{blue}{\frac{2}{\frac{1}{\sin \left(\frac{\varepsilon}{2}\right) \cdot \cos \left(\frac{\varepsilon + x \cdot 2}{2}\right)}}} \]
  5. Taylor expanded in eps around inf

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

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

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{/.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\varepsilon, 2\right)\right), \mathsf{cos.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot \left(2 \cdot x + \varepsilon\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    7. distribute-rgt-inN/A

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{/.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\varepsilon, 2\right)\right), \mathsf{cos.f64}\left(\left(x \cdot 1 + \varepsilon \cdot \frac{1}{2}\right)\right)\right)\right)\right) \]
    11. *-rgt-identityN/A

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

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

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

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

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

    \[\leadsto \frac{2}{\frac{1}{\sin \left(\frac{\varepsilon}{2}\right) \cdot \color{blue}{\cos \left(x + \varepsilon \cdot 0.5\right)}}} \]
  8. Taylor expanded in eps around 0

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{/.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{48}, \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right)\right)\right)\right), \mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{1}{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    5. *-lowering-*.f6499.0%

      \[\leadsto \mathsf{/.f64}\left(2, \mathsf{/.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\frac{1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{48}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right)\right)\right)\right), \mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{1}{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
  10. Simplified99.0%

    \[\leadsto \frac{2}{\frac{1}{\color{blue}{\left(\varepsilon \cdot \left(0.5 + -0.020833333333333332 \cdot \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right)\right)\right)} \cdot \cos \left(x + \varepsilon \cdot 0.5\right)}} \]
  11. Step-by-step derivation
    1. associate-/r/N/A

      \[\leadsto \frac{2}{1} \cdot \color{blue}{\left(\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{1}{2} + \frac{-1}{48} \cdot \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right)\right)\right) \cdot \cos \left(x + \varepsilon \cdot \frac{1}{2}\right)\right)} \]
    2. metadata-evalN/A

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

      \[\leadsto 2 \cdot \left(\cos \left(x + \varepsilon \cdot \frac{1}{2}\right) \cdot \color{blue}{\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{1}{2} + \frac{-1}{48} \cdot \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right)\right)\right)}\right) \]
    4. associate-*r*N/A

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

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

      \[\leadsto \left(\cos \left(x + \varepsilon \cdot \frac{1}{2}\right) \cdot 2\right) \cdot \left(\left(\frac{1}{2} + \frac{-1}{48} \cdot \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right)\right) \cdot \color{blue}{\varepsilon}\right) \]
    7. associate-*r*N/A

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

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

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

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

Alternative 6: 99.8% accurate, 1.8× speedup?

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

\\
2 \cdot \left(\cos \left(x + \varepsilon \cdot 0.5\right) \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(0.5 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -0.020833333333333332\right)\right)\right)
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 63.8%

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\varepsilon, 2\right)\right), \mathsf{cos.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot \left(2 \cdot x + \varepsilon\right)\right)\right)\right), 2\right) \]
    7. distribute-rgt-inN/A

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\varepsilon, 2\right)\right), \mathsf{cos.f64}\left(\left(x \cdot 1 + \varepsilon \cdot \frac{1}{2}\right)\right)\right), 2\right) \]
    11. *-rgt-identityN/A

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\varepsilon, 2\right)\right), \mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{1}{2}\right)\right)\right)\right), 2\right) \]
  7. Simplified99.9%

    \[\leadsto \left(\sin \left(\frac{\varepsilon}{2}\right) \cdot \color{blue}{\cos \left(x + \varepsilon \cdot 0.5\right)}\right) \cdot 2 \]
  8. Taylor expanded in eps around 0

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

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

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

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

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

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

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

    \[\leadsto 2 \cdot \left(\cos \left(x + \varepsilon \cdot 0.5\right) \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(0.5 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -0.020833333333333332\right)\right)\right) \]
  12. Add Preprocessing

Alternative 7: 99.6% accurate, 1.8× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ 2 \cdot \left(\left(\varepsilon \cdot 0.5\right) \cdot \frac{1}{\frac{1}{\cos \left(x + \varepsilon \cdot 0.5\right)}}\right) \end{array} \]
(FPCore (x eps)
 :precision binary64
 (* 2.0 (* (* eps 0.5) (/ 1.0 (/ 1.0 (cos (+ x (* eps 0.5))))))))
double code(double x, double eps) {
	return 2.0 * ((eps * 0.5) * (1.0 / (1.0 / cos((x + (eps * 0.5))))));
}
real(8) function code(x, eps)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8), intent (in) :: eps
    code = 2.0d0 * ((eps * 0.5d0) * (1.0d0 / (1.0d0 / cos((x + (eps * 0.5d0))))))
end function
public static double code(double x, double eps) {
	return 2.0 * ((eps * 0.5) * (1.0 / (1.0 / Math.cos((x + (eps * 0.5))))));
}
def code(x, eps):
	return 2.0 * ((eps * 0.5) * (1.0 / (1.0 / math.cos((x + (eps * 0.5))))))
function code(x, eps)
	return Float64(2.0 * Float64(Float64(eps * 0.5) * Float64(1.0 / Float64(1.0 / cos(Float64(x + Float64(eps * 0.5)))))))
end
function tmp = code(x, eps)
	tmp = 2.0 * ((eps * 0.5) * (1.0 / (1.0 / cos((x + (eps * 0.5))))));
end
code[x_, eps_] := N[(2.0 * N[(N[(eps * 0.5), $MachinePrecision] * N[(1.0 / N[(1.0 / N[Cos[N[(x + N[(eps * 0.5), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
2 \cdot \left(\left(\varepsilon \cdot 0.5\right) \cdot \frac{1}{\frac{1}{\cos \left(x + \varepsilon \cdot 0.5\right)}}\right)
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 63.8%

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\varepsilon, 2\right)\right), \mathsf{cos.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot \left(2 \cdot x + \varepsilon\right)\right)\right)\right), 2\right) \]
    7. distribute-rgt-inN/A

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\varepsilon, 2\right)\right), \mathsf{cos.f64}\left(\left(x \cdot 1 + \varepsilon \cdot \frac{1}{2}\right)\right)\right), 2\right) \]
    11. *-rgt-identityN/A

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\varepsilon, 2\right)\right), \mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{1}{2}\right)\right)\right)\right), 2\right) \]
  7. Simplified99.9%

    \[\leadsto \left(\sin \left(\frac{\varepsilon}{2}\right) \cdot \color{blue}{\cos \left(x + \varepsilon \cdot 0.5\right)}\right) \cdot 2 \]
  8. Taylor expanded in eps around 0

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \frac{1}{2}\right), \mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{1}{2}\right)\right)\right)\right), 2\right) \]
    2. *-lowering-*.f6498.8%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{1}{2}\right), \mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{1}{2}\right)\right)\right)\right), 2\right) \]
  10. Simplified98.8%

    \[\leadsto \left(\color{blue}{\left(\varepsilon \cdot 0.5\right)} \cdot \cos \left(x + \varepsilon \cdot 0.5\right)\right) \cdot 2 \]
  11. Step-by-step derivation
    1. remove-double-divN/A

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{1}{2}\right), \mathsf{/.f64}\left(1, \mathsf{/.f64}\left(1, \mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x, \left(\varepsilon \cdot \frac{1}{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), 2\right) \]
    6. *-lowering-*.f6498.8%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{1}{2}\right), \mathsf{/.f64}\left(1, \mathsf{/.f64}\left(1, \mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{1}{2}\right)\right)\right)\right)\right)\right), 2\right) \]
  12. Applied egg-rr98.8%

    \[\leadsto \left(\left(\varepsilon \cdot 0.5\right) \cdot \color{blue}{\frac{1}{\frac{1}{\cos \left(x + \varepsilon \cdot 0.5\right)}}}\right) \cdot 2 \]
  13. Final simplification98.8%

    \[\leadsto 2 \cdot \left(\left(\varepsilon \cdot 0.5\right) \cdot \frac{1}{\frac{1}{\cos \left(x + \varepsilon \cdot 0.5\right)}}\right) \]
  14. Add Preprocessing

Alternative 8: 99.6% accurate, 1.9× speedup?

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

\\
\varepsilon \cdot \cos \left(x + \varepsilon \cdot 0.5\right)
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 63.8%

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\varepsilon, 2\right)\right), \mathsf{cos.f64}\left(\left(\frac{1}{2} \cdot \left(2 \cdot x + \varepsilon\right)\right)\right)\right), 2\right) \]
    7. distribute-rgt-inN/A

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\varepsilon, 2\right)\right), \mathsf{cos.f64}\left(\left(x \cdot 1 + \varepsilon \cdot \frac{1}{2}\right)\right)\right), 2\right) \]
    11. *-rgt-identityN/A

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{sin.f64}\left(\mathsf{/.f64}\left(\varepsilon, 2\right)\right), \mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{1}{2}\right)\right)\right)\right), 2\right) \]
  7. Simplified99.9%

    \[\leadsto \left(\sin \left(\frac{\varepsilon}{2}\right) \cdot \color{blue}{\cos \left(x + \varepsilon \cdot 0.5\right)}\right) \cdot 2 \]
  8. Taylor expanded in eps around 0

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \frac{1}{2}\right), \mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{1}{2}\right)\right)\right)\right), 2\right) \]
    2. *-lowering-*.f6498.8%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{1}{2}\right), \mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{1}{2}\right)\right)\right)\right), 2\right) \]
  10. Simplified98.8%

    \[\leadsto \left(\color{blue}{\left(\varepsilon \cdot 0.5\right)} \cdot \cos \left(x + \varepsilon \cdot 0.5\right)\right) \cdot 2 \]
  11. Step-by-step derivation
    1. *-commutativeN/A

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

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

      \[\leadsto \cos \left(x + \varepsilon \cdot \frac{1}{2}\right) \cdot \left(\varepsilon \cdot \color{blue}{\left(\frac{1}{2} \cdot 2\right)}\right) \]
    4. metadata-evalN/A

      \[\leadsto \cos \left(x + \varepsilon \cdot \frac{1}{2}\right) \cdot \left(\varepsilon \cdot 1\right) \]
    5. *-rgt-identityN/A

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x, \left(\varepsilon \cdot \frac{1}{2}\right)\right)\right), \varepsilon\right) \]
    9. *-lowering-*.f6498.8%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{cos.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(x, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{1}{2}\right)\right)\right), \varepsilon\right) \]
  12. Applied egg-rr98.8%

    \[\leadsto \color{blue}{\cos \left(x + \varepsilon \cdot 0.5\right) \cdot \varepsilon} \]
  13. Final simplification98.8%

    \[\leadsto \varepsilon \cdot \cos \left(x + \varepsilon \cdot 0.5\right) \]
  14. Add Preprocessing

Alternative 9: 99.1% accurate, 2.0× speedup?

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

\\
\varepsilon \cdot \cos x
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 63.8%

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

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \cos x} \]
  4. Step-by-step derivation
    1. *-lowering-*.f64N/A

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \color{blue}{\cos x}\right) \]
    2. cos-lowering-cos.f6498.4%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{cos.f64}\left(x\right)\right) \]
  5. Simplified98.4%

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \cos x} \]
  6. Add Preprocessing

Alternative 10: 98.3% accurate, 6.6× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \varepsilon \cdot \left(\left(1 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -0.16666666666666666\right) + x \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5 + x \cdot \left(\left(-0.5 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot 0.08333333333333333\right) + x \cdot \left(\varepsilon \cdot 0.08333333333333333\right)\right)\right)\right) \end{array} \]
(FPCore (x eps)
 :precision binary64
 (*
  eps
  (+
   (+ 1.0 (* (* eps eps) -0.16666666666666666))
   (*
    x
    (+
     (* eps -0.5)
     (*
      x
      (+
       (+ -0.5 (* (* eps eps) 0.08333333333333333))
       (* x (* eps 0.08333333333333333)))))))))
double code(double x, double eps) {
	return eps * ((1.0 + ((eps * eps) * -0.16666666666666666)) + (x * ((eps * -0.5) + (x * ((-0.5 + ((eps * eps) * 0.08333333333333333)) + (x * (eps * 0.08333333333333333)))))));
}
real(8) function code(x, eps)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8), intent (in) :: eps
    code = eps * ((1.0d0 + ((eps * eps) * (-0.16666666666666666d0))) + (x * ((eps * (-0.5d0)) + (x * (((-0.5d0) + ((eps * eps) * 0.08333333333333333d0)) + (x * (eps * 0.08333333333333333d0)))))))
end function
public static double code(double x, double eps) {
	return eps * ((1.0 + ((eps * eps) * -0.16666666666666666)) + (x * ((eps * -0.5) + (x * ((-0.5 + ((eps * eps) * 0.08333333333333333)) + (x * (eps * 0.08333333333333333)))))));
}
def code(x, eps):
	return eps * ((1.0 + ((eps * eps) * -0.16666666666666666)) + (x * ((eps * -0.5) + (x * ((-0.5 + ((eps * eps) * 0.08333333333333333)) + (x * (eps * 0.08333333333333333)))))))
function code(x, eps)
	return Float64(eps * Float64(Float64(1.0 + Float64(Float64(eps * eps) * -0.16666666666666666)) + Float64(x * Float64(Float64(eps * -0.5) + Float64(x * Float64(Float64(-0.5 + Float64(Float64(eps * eps) * 0.08333333333333333)) + Float64(x * Float64(eps * 0.08333333333333333))))))))
end
function tmp = code(x, eps)
	tmp = eps * ((1.0 + ((eps * eps) * -0.16666666666666666)) + (x * ((eps * -0.5) + (x * ((-0.5 + ((eps * eps) * 0.08333333333333333)) + (x * (eps * 0.08333333333333333)))))));
end
code[x_, eps_] := N[(eps * N[(N[(1.0 + N[(N[(eps * eps), $MachinePrecision] * -0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + N[(x * N[(N[(eps * -0.5), $MachinePrecision] + N[(x * N[(N[(-0.5 + N[(N[(eps * eps), $MachinePrecision] * 0.08333333333333333), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + N[(x * N[(eps * 0.08333333333333333), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}

\\
\varepsilon \cdot \left(\left(1 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -0.16666666666666666\right) + x \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5 + x \cdot \left(\left(-0.5 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot 0.08333333333333333\right) + x \cdot \left(\varepsilon \cdot 0.08333333333333333\right)\right)\right)\right)
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 63.8%

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{sin.f64}\left(x\right)\right)\right), \left(\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot \varepsilon\right)\right) \cdot \cos x + \cos \color{blue}{x}\right)\right)\right) \]
    14. distribute-lft1-inN/A

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{sin.f64}\left(x\right)\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot \varepsilon\right) + 1\right), \color{blue}{\cos x}\right)\right)\right) \]
  5. Simplified99.1%

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(-0.5 \cdot \left(\varepsilon \cdot \sin x\right) + \left(\left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -0.16666666666666666 + 1\right) \cdot \cos x\right)} \]
  6. Taylor expanded in x around 0

    \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \color{blue}{\left(1 + \left(\frac{-1}{6} \cdot {\varepsilon}^{2} + x \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \varepsilon + x \cdot \left(\frac{-1}{2} \cdot \left(1 + \frac{-1}{6} \cdot {\varepsilon}^{2}\right) + \frac{1}{12} \cdot \left(\varepsilon \cdot x\right)\right)\right)\right)\right)}\right) \]
  7. Step-by-step derivation
    1. associate-+r+N/A

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \frac{-1}{6}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(\left(\frac{-1}{2} \cdot \left(1 + \frac{-1}{6} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right), \color{blue}{\left(\frac{1}{12} \cdot \left(\varepsilon \cdot x\right)\right)}\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
  8. Simplified97.5%

    \[\leadsto \varepsilon \cdot \color{blue}{\left(\left(1 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -0.16666666666666666\right) + x \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5 + x \cdot \left(\left(-0.5 + 0.08333333333333333 \cdot \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right)\right) + x \cdot \left(\varepsilon \cdot 0.08333333333333333\right)\right)\right)\right)} \]
  9. Final simplification97.5%

    \[\leadsto \varepsilon \cdot \left(\left(1 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -0.16666666666666666\right) + x \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.5 + x \cdot \left(\left(-0.5 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot 0.08333333333333333\right) + x \cdot \left(\varepsilon \cdot 0.08333333333333333\right)\right)\right)\right) \]
  10. Add Preprocessing

Alternative 11: 98.3% accurate, 7.6× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} t_0 := 1 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -0.16666666666666666\\ \varepsilon \cdot t\_0 + \left(x \cdot -0.5\right) \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(\varepsilon + x \cdot t\_0\right)\right) \end{array} \end{array} \]
(FPCore (x eps)
 :precision binary64
 (let* ((t_0 (+ 1.0 (* (* eps eps) -0.16666666666666666))))
   (+ (* eps t_0) (* (* x -0.5) (* eps (+ eps (* x t_0)))))))
double code(double x, double eps) {
	double t_0 = 1.0 + ((eps * eps) * -0.16666666666666666);
	return (eps * t_0) + ((x * -0.5) * (eps * (eps + (x * t_0))));
}
real(8) function code(x, eps)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8), intent (in) :: eps
    real(8) :: t_0
    t_0 = 1.0d0 + ((eps * eps) * (-0.16666666666666666d0))
    code = (eps * t_0) + ((x * (-0.5d0)) * (eps * (eps + (x * t_0))))
end function
public static double code(double x, double eps) {
	double t_0 = 1.0 + ((eps * eps) * -0.16666666666666666);
	return (eps * t_0) + ((x * -0.5) * (eps * (eps + (x * t_0))));
}
def code(x, eps):
	t_0 = 1.0 + ((eps * eps) * -0.16666666666666666)
	return (eps * t_0) + ((x * -0.5) * (eps * (eps + (x * t_0))))
function code(x, eps)
	t_0 = Float64(1.0 + Float64(Float64(eps * eps) * -0.16666666666666666))
	return Float64(Float64(eps * t_0) + Float64(Float64(x * -0.5) * Float64(eps * Float64(eps + Float64(x * t_0)))))
end
function tmp = code(x, eps)
	t_0 = 1.0 + ((eps * eps) * -0.16666666666666666);
	tmp = (eps * t_0) + ((x * -0.5) * (eps * (eps + (x * t_0))));
end
code[x_, eps_] := Block[{t$95$0 = N[(1.0 + N[(N[(eps * eps), $MachinePrecision] * -0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]}, N[(N[(eps * t$95$0), $MachinePrecision] + N[(N[(x * -0.5), $MachinePrecision] * N[(eps * N[(eps + N[(x * t$95$0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}

\\
\begin{array}{l}
t_0 := 1 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -0.16666666666666666\\
\varepsilon \cdot t\_0 + \left(x \cdot -0.5\right) \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(\varepsilon + x \cdot t\_0\right)\right)
\end{array}
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 63.8%

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{sin.f64}\left(x\right)\right)\right), \left(\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot \varepsilon\right)\right) \cdot \cos x + \cos \color{blue}{x}\right)\right)\right) \]
    14. distribute-lft1-inN/A

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{sin.f64}\left(x\right)\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot \varepsilon\right) + 1\right), \color{blue}{\cos x}\right)\right)\right) \]
  5. Simplified99.1%

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(-0.5 \cdot \left(\varepsilon \cdot \sin x\right) + \left(\left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -0.16666666666666666 + 1\right) \cdot \cos x\right)} \]
  6. Taylor expanded in x around 0

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \frac{-1}{6}\right)\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\left(x \cdot \left(1 + \frac{-1}{6} \cdot {\varepsilon}^{2}\right)\right), \color{blue}{\varepsilon}\right)\right)\right)\right) \]
  8. Simplified97.5%

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(1 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -0.16666666666666666\right) + \left(x \cdot -0.5\right) \cdot \left(\varepsilon \cdot \left(x \cdot \left(1 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -0.16666666666666666\right) + \varepsilon\right)\right)} \]
  9. Final simplification97.5%

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

Alternative 12: 98.3% accurate, 8.2× speedup?

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} t_0 := 1 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -0.16666666666666666\\ \varepsilon \cdot \left(t\_0 + \left(x \cdot -0.5\right) \cdot \left(\varepsilon + x \cdot t\_0\right)\right) \end{array} \end{array} \]
(FPCore (x eps)
 :precision binary64
 (let* ((t_0 (+ 1.0 (* (* eps eps) -0.16666666666666666))))
   (* eps (+ t_0 (* (* x -0.5) (+ eps (* x t_0)))))))
double code(double x, double eps) {
	double t_0 = 1.0 + ((eps * eps) * -0.16666666666666666);
	return eps * (t_0 + ((x * -0.5) * (eps + (x * t_0))));
}
real(8) function code(x, eps)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8), intent (in) :: eps
    real(8) :: t_0
    t_0 = 1.0d0 + ((eps * eps) * (-0.16666666666666666d0))
    code = eps * (t_0 + ((x * (-0.5d0)) * (eps + (x * t_0))))
end function
public static double code(double x, double eps) {
	double t_0 = 1.0 + ((eps * eps) * -0.16666666666666666);
	return eps * (t_0 + ((x * -0.5) * (eps + (x * t_0))));
}
def code(x, eps):
	t_0 = 1.0 + ((eps * eps) * -0.16666666666666666)
	return eps * (t_0 + ((x * -0.5) * (eps + (x * t_0))))
function code(x, eps)
	t_0 = Float64(1.0 + Float64(Float64(eps * eps) * -0.16666666666666666))
	return Float64(eps * Float64(t_0 + Float64(Float64(x * -0.5) * Float64(eps + Float64(x * t_0)))))
end
function tmp = code(x, eps)
	t_0 = 1.0 + ((eps * eps) * -0.16666666666666666);
	tmp = eps * (t_0 + ((x * -0.5) * (eps + (x * t_0))));
end
code[x_, eps_] := Block[{t$95$0 = N[(1.0 + N[(N[(eps * eps), $MachinePrecision] * -0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]}, N[(eps * N[(t$95$0 + N[(N[(x * -0.5), $MachinePrecision] * N[(eps + N[(x * t$95$0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}

\\
\begin{array}{l}
t_0 := 1 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -0.16666666666666666\\
\varepsilon \cdot \left(t\_0 + \left(x \cdot -0.5\right) \cdot \left(\varepsilon + x \cdot t\_0\right)\right)
\end{array}
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 63.8%

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{sin.f64}\left(x\right)\right)\right), \left(\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot \varepsilon\right)\right) \cdot \cos x + \cos \color{blue}{x}\right)\right)\right) \]
    14. distribute-lft1-inN/A

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\frac{-1}{2}, \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{sin.f64}\left(x\right)\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot \varepsilon\right) + 1\right), \color{blue}{\cos x}\right)\right)\right) \]
  5. Simplified99.1%

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(-0.5 \cdot \left(\varepsilon \cdot \sin x\right) + \left(\left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -0.16666666666666666 + 1\right) \cdot \cos x\right)} \]
  6. Taylor expanded in x around 0

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \frac{-1}{6}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right), \frac{-1}{6}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
    18. *-lowering-*.f6497.5%

      \[\leadsto \mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{+.f64}\left(\mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \frac{-1}{6}\right)\right), \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(x, \frac{-1}{2}\right), \mathsf{+.f64}\left(\varepsilon, \mathsf{*.f64}\left(x, \mathsf{+.f64}\left(1, \mathsf{*.f64}\left(\mathsf{*.f64}\left(\varepsilon, \varepsilon\right), \frac{-1}{6}\right)\right)\right)\right)\right)\right)\right) \]
  8. Simplified97.5%

    \[\leadsto \varepsilon \cdot \color{blue}{\left(\left(1 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -0.16666666666666666\right) + \left(x \cdot -0.5\right) \cdot \left(\varepsilon + x \cdot \left(1 + \left(\varepsilon \cdot \varepsilon\right) \cdot -0.16666666666666666\right)\right)\right)} \]
  9. Add Preprocessing

Alternative 13: 97.8% accurate, 22.8× speedup?

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

\\
\varepsilon \cdot \left(1 + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.16666666666666666\right)\right)
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 63.8%

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

    \[\leadsto \color{blue}{\sin \varepsilon} \]
  4. Step-by-step derivation
    1. sin-lowering-sin.f6497.0%

      \[\leadsto \mathsf{sin.f64}\left(\varepsilon\right) \]
  5. Simplified97.0%

    \[\leadsto \color{blue}{\sin \varepsilon} \]
  6. Taylor expanded in eps around 0

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon \cdot \left(1 + \varepsilon \cdot \left(\varepsilon \cdot -0.16666666666666666\right)\right)} \]
  9. Add Preprocessing

Alternative 14: 97.8% accurate, 205.0× speedup?

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

\\
\varepsilon
\end{array}
Derivation
  1. Initial program 63.8%

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

    \[\leadsto \color{blue}{\sin \varepsilon} \]
  4. Step-by-step derivation
    1. sin-lowering-sin.f6497.0%

      \[\leadsto \mathsf{sin.f64}\left(\varepsilon\right) \]
  5. Simplified97.0%

    \[\leadsto \color{blue}{\sin \varepsilon} \]
  6. Taylor expanded in eps around 0

    \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon} \]
  7. Step-by-step derivation
    1. Simplified97.0%

      \[\leadsto \color{blue}{\varepsilon} \]
    2. Add Preprocessing

    Developer Target 1: 99.9% accurate, 1.0× speedup?

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

    Reproduce

    ?
    herbie shell --seed 2024164 
    (FPCore (x eps)
      :name "2sin (example 3.3)"
      :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 (cos (+ x (/ eps 2))) (sin (/ eps 2))))
    
      (- (sin (+ x eps)) (sin x)))