Linear.Quaternion:$ccos from linear-1.19.1.3

Percentage Accurate: 100.0% → 100.0%

Time: 12.2s

Alternatives: 21

Speedup: 1.0×

• 49.2% of points produce a very large (infinite) output. You may want to add a precondition.

Specification

Math

\[\begin{array}{l} \\ \sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x y) :precision binary64 (* (sin x) (/ (sinh y) y)))

C

double code(double x, double y) {
	return sin(x) * (sinh(y) / y);
}

Fortran

real(8) function code(x, y)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8), intent (in) :: y
    code = sin(x) * (sinh(y) / y)
end function

Java

public static double code(double x, double y) {
	return Math.sin(x) * (Math.sinh(y) / y);
}

Python

def code(x, y):
	return math.sin(x) * (math.sinh(y) / y)

Julia

function code(x, y)
	return Float64(sin(x) * Float64(sinh(y) / y))
end

MATLAB

function tmp = code(x, y)
	tmp = sin(x) * (sinh(y) / y);
end

Wolfram

code[x_, y_] := N[(N[Sin[x], $MachinePrecision] * N[(N[Sinh[y], $MachinePrecision] / y), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]

Initial Program: 100.0% accurate, 1.0× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x y) :precision binary64 (* (sin x) (/ (sinh y) y)))

C

double code(double x, double y) {
	return sin(x) * (sinh(y) / y);
}

Fortran

real(8) function code(x, y)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8), intent (in) :: y
    code = sin(x) * (sinh(y) / y)
end function

Java

public static double code(double x, double y) {
	return Math.sin(x) * (Math.sinh(y) / y);
}

Python

def code(x, y):
	return math.sin(x) * (math.sinh(y) / y)

Julia

function code(x, y)
	return Float64(sin(x) * Float64(sinh(y) / y))
end

MATLAB

function tmp = code(x, y)
	tmp = sin(x) * (sinh(y) / y);
end

Wolfram

code[x_, y_] := N[(N[Sin[x], $MachinePrecision] * N[(N[Sinh[y], $MachinePrecision] / y), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]

Alternative 1: 100.0% accurate, 1.0× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x y) :precision binary64 (* (sin x) (/ (sinh y) y)))

C

double code(double x, double y) {
	return sin(x) * (sinh(y) / y);
}

Fortran

real(8) function code(x, y)
    real(8), intent (in) :: x
    real(8), intent (in) :: y
    code = sin(x) * (sinh(y) / y)
end function

Java

public static double code(double x, double y) {
	return Math.sin(x) * (Math.sinh(y) / y);
}

Python

def code(x, y):
	return math.sin(x) * (math.sinh(y) / y)

Julia

function code(x, y)
	return Float64(sin(x) * Float64(sinh(y) / y))
end

MATLAB

function tmp = code(x, y)
	tmp = sin(x) * (sinh(y) / y);
end

Wolfram

code[x_, y_] := N[(N[Sin[x], $MachinePrecision] * N[(N[Sinh[y], $MachinePrecision] / y), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]

Derivation

1. Initial program 100.0%

   \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
2. Add Preprocessing
3. Add Preprocessing

Alternative 2: 74.2% accurate, 0.4× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} t_0 := \frac{\sinh y}{y}\\ t_1 := \sin x \cdot t\_0\\ \mathbf{if}\;t\_1 \leq -\infty:\\ \;\;\;\;t\_0 \cdot \left(x \cdot \left(-0.16666666666666666 \cdot \left(x \cdot x\right)\right)\right)\\ \mathbf{elif}\;t\_1 \leq 1:\\ \;\;\;\;\sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;t\_0 \cdot \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right), x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right)\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x y)
 :precision binary64
 (let* ((t_0 (/ (sinh y) y)) (t_1 (* (sin x) t_0)))
   (if (<= t_1 (- INFINITY))
     (* t_0 (* x (* -0.16666666666666666 (* x x))))
     (if (<= t_1 1.0)
       (*
        (sin x)
        (fma
         y
         (*
          y
          (fma
           (* y y)
           (fma (* y y) 0.0001984126984126984 0.008333333333333333)
           0.16666666666666666))
         1.0))
       (*
        t_0
        (fma
         (fma x (* x 0.008333333333333333) -0.16666666666666666)
         (* x (* x x))
         x))))))

C

double code(double x, double y) {
	double t_0 = sinh(y) / y;
	double t_1 = sin(x) * t_0;
	double tmp;
	if (t_1 <= -((double) INFINITY)) {
		tmp = t_0 * (x * (-0.16666666666666666 * (x * x)));
	} else if (t_1 <= 1.0) {
		tmp = sin(x) * fma(y, (y * fma((y * y), fma((y * y), 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333), 0.16666666666666666)), 1.0);
	} else {
		tmp = t_0 * fma(fma(x, (x * 0.008333333333333333), -0.16666666666666666), (x * (x * x)), x);
	}
	return tmp;
}

Julia

function code(x, y)
	t_0 = Float64(sinh(y) / y)
	t_1 = Float64(sin(x) * t_0)
	tmp = 0.0
	if (t_1 <= Float64(-Inf))
		tmp = Float64(t_0 * Float64(x * Float64(-0.16666666666666666 * Float64(x * x))));
	elseif (t_1 <= 1.0)
		tmp = Float64(sin(x) * fma(y, Float64(y * fma(Float64(y * y), fma(Float64(y * y), 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333), 0.16666666666666666)), 1.0));
	else
		tmp = Float64(t_0 * fma(fma(x, Float64(x * 0.008333333333333333), -0.16666666666666666), Float64(x * Float64(x * x)), x));
	end
	return tmp
end

Wolfram

code[x_, y_] := Block[{t$95$0 = N[(N[Sinh[y], $MachinePrecision] / y), $MachinePrecision]}, Block[{t$95$1 = N[(N[Sin[x], $MachinePrecision] * t$95$0), $MachinePrecision]}, If[LessEqual[t$95$1, (-Infinity)], N[(t$95$0 * N[(x * N[(-0.16666666666666666 * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], If[LessEqual[t$95$1, 1.0], N[(N[Sin[x], $MachinePrecision] * N[(y * N[(y * N[(N[(y * y), $MachinePrecision] * N[(N[(y * y), $MachinePrecision] * 0.0001984126984126984 + 0.008333333333333333), $MachinePrecision] + 0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(t$95$0 * N[(N[(x * N[(x * 0.008333333333333333), $MachinePrecision] + -0.16666666666666666), $MachinePrecision] * N[(x * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]]]]

Derivation

1. Split input into 3 regimes

2. if (*.f64 (sin.f64 x) (/.f64 (sinh.f64 y) y)) < -inf.0

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(1 + \frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right)\right)} \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \color{blue}{\left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2} + 1\right)}\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      2. distribute-lft-in N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right) + x \cdot 1\right)} \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      3. *-commutative N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \color{blue}{\left({x}^{2} \cdot \frac{-1}{6}\right)} + x \cdot 1\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      4. associate-*r* N/A

         \[\leadsto \left(\color{blue}{\left(x \cdot {x}^{2}\right) \cdot \frac{-1}{6}} + x \cdot 1\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      5. *-commutative N/A

         \[\leadsto \left(\color{blue}{\frac{-1}{6} \cdot \left(x \cdot {x}^{2}\right)} + x \cdot 1\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      6. *-rgt-identity N/A

         \[\leadsto \left(\frac{-1}{6} \cdot \left(x \cdot {x}^{2}\right) + \color{blue}{x}\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      7. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{-1}{6}, x \cdot {x}^{2}, x\right)} \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      8. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\frac{-1}{6}, \color{blue}{x \cdot {x}^{2}}, x\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      9. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\frac{-1}{6}, x \cdot \color{blue}{\left(x \cdot x\right)}, x\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      10. lower-*.f64 74.6

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(-0.16666666666666666, x \cdot \color{blue}{\left(x \cdot x\right)}, x\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

   5. Applied rewrites 74.6%

      \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(-0.16666666666666666, x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right)} \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

   6. Taylor expanded in x around inf

      \[\leadsto \left(\frac{-1}{6} \cdot \color{blue}{{x}^{3}}\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   7. Step-by-step derivation

   8. Applied rewrites 23.8%

      \[\leadsto \left(x \cdot \color{blue}{\left(\left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666\right)}\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

   if -inf.0 < (*.f64 (sin.f64 x) (/.f64 (sinh.f64 y) y)) < 1

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(1 + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)\right)} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left({y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) + 1\right)} \]

      2. unpow2 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(\color{blue}{\left(y \cdot y\right)} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) + 1\right) \]

      3. associate-*l* N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(\color{blue}{y \cdot \left(y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)\right)} + 1\right) \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(y \cdot \color{blue}{\left(\left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) \cdot y\right)} + 1\right) \]

      5. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) \cdot y, 1\right)} \]

      6. *-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, \color{blue}{y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)}, 1\right) \]

      7. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, \color{blue}{y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)}, 1\right) \]

      8. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\left({y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right) + \frac{1}{6}\right)}, 1\right) \]

      9. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left({y}^{2}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right)}, 1\right) \]

      10. unpow2 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      11. lower-*.f64 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      12. +-commutative N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\frac{1}{5040} \cdot {y}^{2} + \frac{1}{120}}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      13. *-commutative N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{{y}^{2} \cdot \frac{1}{5040}} + \frac{1}{120}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      14. lower-fma.f64 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\mathsf{fma}\left({y}^{2}, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right)}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      15. unpow2 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      16. lower-*.f64 99.1

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   5. Applied rewrites 99.1%

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right)} \]

   if 1 < (*.f64 (sin.f64 x) (/.f64 (sinh.f64 y) y))

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(1 + {x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right)\right)\right)} \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. *-commutative N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\left(\left(1 + {x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right)\right) \cdot x\right)} \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      2. +-commutative N/A

         \[\leadsto \left(\color{blue}{\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) + 1\right)} \cdot x\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      3. distribute-lft1-in N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\left(\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right)\right) \cdot x + x\right)} \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \left(\color{blue}{x \cdot \left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right)\right)} + x\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      5. associate-*r* N/A

         \[\leadsto \left(\color{blue}{\left(x \cdot {x}^{2}\right) \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right)} + x\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      6. *-commutative N/A

         \[\leadsto \left(\color{blue}{\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot \left(x \cdot {x}^{2}\right)} + x\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      7. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}, x \cdot {x}^{2}, x\right)} \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      8. sub-neg N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{6}\right)\right)}, x \cdot {x}^{2}, x\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      9. *-commutative N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{1}{120}} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{6}\right)\right), x \cdot {x}^{2}, x\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      10. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot \frac{1}{120} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{6}\right)\right), x \cdot {x}^{2}, x\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      11. associate-*l* N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{x \cdot \left(x \cdot \frac{1}{120}\right)} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{6}\right)\right), x \cdot {x}^{2}, x\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      12. metadata-eval N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x \cdot \left(x \cdot \frac{1}{120}\right) + \color{blue}{\frac{-1}{6}}, x \cdot {x}^{2}, x\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      13. lower-fma.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right)}, x \cdot {x}^{2}, x\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      14. lower-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{x \cdot \frac{1}{120}}, \frac{-1}{6}\right), x \cdot {x}^{2}, x\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      15. lower-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right), \color{blue}{x \cdot {x}^{2}}, x\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      16. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right), x \cdot \color{blue}{\left(x \cdot x\right)}, x\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      17. lower-*.f64 75.4

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right), x \cdot \color{blue}{\left(x \cdot x\right)}, x\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

   5. Applied rewrites 75.4%

      \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right), x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right)} \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
3. Recombined 3 regimes into one program.

4. Final simplification 75.3%

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \leq -\infty:\\ \;\;\;\;\frac{\sinh y}{y} \cdot \left(x \cdot \left(-0.16666666666666666 \cdot \left(x \cdot x\right)\right)\right)\\ \mathbf{elif}\;\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \leq 1:\\ \;\;\;\;\sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\frac{\sinh y}{y} \cdot \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right), x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right)\\ \end{array} \]
5. Add Preprocessing

Alternative 3: 78.9% accurate, 0.4× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} t_0 := \sin x \cdot \frac{\sinh y}{y}\\ t_1 := x \cdot \left(x \cdot x\right)\\ \mathbf{if}\;t\_0 \leq -\infty:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \mathsf{fma}\left(x, x \cdot -0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), -0.16666666666666666\right), t\_1, x\right)\\ \mathbf{elif}\;t\_0 \leq 1:\\ \;\;\;\;\sin x\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right), t\_1, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right)\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x y)
 :precision binary64
 (let* ((t_0 (* (sin x) (/ (sinh y) y))) (t_1 (* x (* x x))))
   (if (<= t_0 (- INFINITY))
     (*
      (fma
       y
       (*
        y
        (fma
         (* y y)
         (fma (* y y) 0.0001984126984126984 0.008333333333333333)
         0.16666666666666666))
       1.0)
      (fma
       (fma
        x
        (* x (fma x (* x -0.0001984126984126984) 0.008333333333333333))
        -0.16666666666666666)
       t_1
       x))
     (if (<= t_0 1.0)
       (sin x)
       (*
        (fma (fma x (* x 0.008333333333333333) -0.16666666666666666) t_1 x)
        (fma 0.16666666666666666 (* y y) 1.0))))))

C

double code(double x, double y) {
	double t_0 = sin(x) * (sinh(y) / y);
	double t_1 = x * (x * x);
	double tmp;
	if (t_0 <= -((double) INFINITY)) {
		tmp = fma(y, (y * fma((y * y), fma((y * y), 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333), 0.16666666666666666)), 1.0) * fma(fma(x, (x * fma(x, (x * -0.0001984126984126984), 0.008333333333333333)), -0.16666666666666666), t_1, x);
	} else if (t_0 <= 1.0) {
		tmp = sin(x);
	} else {
		tmp = fma(fma(x, (x * 0.008333333333333333), -0.16666666666666666), t_1, x) * fma(0.16666666666666666, (y * y), 1.0);
	}
	return tmp;
}

Julia

function code(x, y)
	t_0 = Float64(sin(x) * Float64(sinh(y) / y))
	t_1 = Float64(x * Float64(x * x))
	tmp = 0.0
	if (t_0 <= Float64(-Inf))
		tmp = Float64(fma(y, Float64(y * fma(Float64(y * y), fma(Float64(y * y), 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333), 0.16666666666666666)), 1.0) * fma(fma(x, Float64(x * fma(x, Float64(x * -0.0001984126984126984), 0.008333333333333333)), -0.16666666666666666), t_1, x));
	elseif (t_0 <= 1.0)
		tmp = sin(x);
	else
		tmp = Float64(fma(fma(x, Float64(x * 0.008333333333333333), -0.16666666666666666), t_1, x) * fma(0.16666666666666666, Float64(y * y), 1.0));
	end
	return tmp
end

Wolfram

code[x_, y_] := Block[{t$95$0 = N[(N[Sin[x], $MachinePrecision] * N[(N[Sinh[y], $MachinePrecision] / y), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]}, Block[{t$95$1 = N[(x * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]}, If[LessEqual[t$95$0, (-Infinity)], N[(N[(y * N[(y * N[(N[(y * y), $MachinePrecision] * N[(N[(y * y), $MachinePrecision] * 0.0001984126984126984 + 0.008333333333333333), $MachinePrecision] + 0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision] * N[(N[(x * N[(x * N[(x * N[(x * -0.0001984126984126984), $MachinePrecision] + 0.008333333333333333), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + -0.16666666666666666), $MachinePrecision] * t$95$1 + x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], If[LessEqual[t$95$0, 1.0], N[Sin[x], $MachinePrecision], N[(N[(N[(x * N[(x * 0.008333333333333333), $MachinePrecision] + -0.16666666666666666), $MachinePrecision] * t$95$1 + x), $MachinePrecision] * N[(0.16666666666666666 * N[(y * y), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]]]]

Derivation

1. Split input into 3 regimes

2. if (*.f64 (sin.f64 x) (/.f64 (sinh.f64 y) y)) < -inf.0

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(1 + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)\right)} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left({y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) + 1\right)} \]

      2. unpow2 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(\color{blue}{\left(y \cdot y\right)} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) + 1\right) \]

      3. associate-*l* N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(\color{blue}{y \cdot \left(y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)\right)} + 1\right) \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(y \cdot \color{blue}{\left(\left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) \cdot y\right)} + 1\right) \]

      5. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) \cdot y, 1\right)} \]

      6. *-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, \color{blue}{y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)}, 1\right) \]

      7. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, \color{blue}{y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)}, 1\right) \]

      8. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\left({y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right) + \frac{1}{6}\right)}, 1\right) \]

      9. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left({y}^{2}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right)}, 1\right) \]

      10. unpow2 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      11. lower-*.f64 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      12. +-commutative N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\frac{1}{5040} \cdot {y}^{2} + \frac{1}{120}}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      13. *-commutative N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{{y}^{2} \cdot \frac{1}{5040}} + \frac{1}{120}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      14. lower-fma.f64 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\mathsf{fma}\left({y}^{2}, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right)}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      15. unpow2 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      16. lower-*.f64 80.2

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   5. Applied rewrites 80.2%

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right)} \]

   6. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(1 + {x}^{2} \cdot \left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right) - \frac{1}{6}\right)\right)\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]
   7. Step-by-step derivation

      1. *-commutative N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\left(\left(1 + {x}^{2} \cdot \left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right) - \frac{1}{6}\right)\right) \cdot x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      2. +-commutative N/A

         \[\leadsto \left(\color{blue}{\left({x}^{2} \cdot \left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right) - \frac{1}{6}\right) + 1\right)} \cdot x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      3. distribute-lft1-in N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\left(\left({x}^{2} \cdot \left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right) - \frac{1}{6}\right)\right) \cdot x + x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \left(\color{blue}{\left(\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right) - \frac{1}{6}\right) \cdot {x}^{2}\right)} \cdot x + x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      5. associate-*l* N/A

         \[\leadsto \left(\color{blue}{\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right) - \frac{1}{6}\right) \cdot \left({x}^{2} \cdot x\right)} + x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      6. unpow2 N/A

         \[\leadsto \left(\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right) - \frac{1}{6}\right) \cdot \left(\color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot x\right) + x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      7. unpow3 N/A

         \[\leadsto \left(\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right) - \frac{1}{6}\right) \cdot \color{blue}{{x}^{3}} + x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      8. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right) - \frac{1}{6}, {x}^{3}, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

   8. Applied rewrites 63.8%

      \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \mathsf{fma}\left(x, x \cdot -0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), -0.16666666666666666\right), x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   if -inf.0 < (*.f64 (sin.f64 x) (/.f64 (sinh.f64 y) y)) < 1

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. lower-sin.f64 98.3

         \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]

   5. Applied rewrites 98.3%

      \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]

   if 1 < (*.f64 (sin.f64 x) (/.f64 (sinh.f64 y) y))

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(1 + \frac{1}{6} \cdot {y}^{2}\right)} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(\frac{1}{6} \cdot {y}^{2} + 1\right)} \]

      2. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, {y}^{2}, 1\right)} \]

      3. unpow2 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, \color{blue}{y \cdot y}, 1\right) \]

      4. lower-*.f64 54.7

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, \color{blue}{y \cdot y}, 1\right) \]

   5. Applied rewrites 54.7%

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right)} \]

   6. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(1 + {x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right)\right)\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]
   7. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \color{blue}{\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) + 1\right)}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      2. distribute-rgt-in N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\left(\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right)\right) \cdot x + 1 \cdot x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      3. *-commutative N/A

         \[\leadsto \left(\color{blue}{\left(\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot {x}^{2}\right)} \cdot x + 1 \cdot x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      4. associate-*l* N/A

         \[\leadsto \left(\color{blue}{\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot \left({x}^{2} \cdot x\right)} + 1 \cdot x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \left(\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot \left(\color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot x\right) + 1 \cdot x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      6. unpow3 N/A

         \[\leadsto \left(\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot \color{blue}{{x}^{3}} + 1 \cdot x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      7. *-lft-identity N/A

         \[\leadsto \left(\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot {x}^{3} + \color{blue}{x}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      8. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}, {x}^{3}, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      9. sub-neg N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{6}\right)\right)}, {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      10. *-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{1}{120}} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{6}\right)\right), {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      11. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot \frac{1}{120} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{6}\right)\right), {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      12. associate-*l* N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{x \cdot \left(x \cdot \frac{1}{120}\right)} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{6}\right)\right), {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      13. metadata-eval N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x \cdot \left(x \cdot \frac{1}{120}\right) + \color{blue}{\frac{-1}{6}}, {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      14. lower-fma.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right)}, {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      15. lower-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{x \cdot \frac{1}{120}}, \frac{-1}{6}\right), {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      16. cube-mult N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right), \color{blue}{x \cdot \left(x \cdot x\right)}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      17. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right), x \cdot \color{blue}{{x}^{2}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      18. lower-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right), \color{blue}{x \cdot {x}^{2}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      19. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right), x \cdot \color{blue}{\left(x \cdot x\right)}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      20. lower-*.f64 53.5

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right), x \cdot \color{blue}{\left(x \cdot x\right)}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right) \]

   8. Applied rewrites 53.5%

      \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right), x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right) \]
3. Recombined 3 regimes into one program.

4. Final simplification 79.8%

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \leq -\infty:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \mathsf{fma}\left(x, x \cdot -0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), -0.16666666666666666\right), x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right)\\ \mathbf{elif}\;\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \leq 1:\\ \;\;\;\;\sin x\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right), x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right)\\ \end{array} \]
5. Add Preprocessing

Alternative 4: 36.6% accurate, 0.9× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \leq -0.05:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right) \cdot \left(x \cdot \left(-0.16666666666666666 \cdot \left(x \cdot x\right)\right)\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \left(x \cdot \mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right)\right), x\right)\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x y)
 :precision binary64
 (if (<= (* (sin x) (/ (sinh y) y)) -0.05)
   (*
    (fma 0.16666666666666666 (* y y) 1.0)
    (* x (* -0.16666666666666666 (* x x))))
   (fma
    x
    (* x (* x (fma x (* x 0.008333333333333333) -0.16666666666666666)))
    x)))

C

double code(double x, double y) {
	double tmp;
	if ((sin(x) * (sinh(y) / y)) <= -0.05) {
		tmp = fma(0.16666666666666666, (y * y), 1.0) * (x * (-0.16666666666666666 * (x * x)));
	} else {
		tmp = fma(x, (x * (x * fma(x, (x * 0.008333333333333333), -0.16666666666666666))), x);
	}
	return tmp;
}

Julia

function code(x, y)
	tmp = 0.0
	if (Float64(sin(x) * Float64(sinh(y) / y)) <= -0.05)
		tmp = Float64(fma(0.16666666666666666, Float64(y * y), 1.0) * Float64(x * Float64(-0.16666666666666666 * Float64(x * x))));
	else
		tmp = fma(x, Float64(x * Float64(x * fma(x, Float64(x * 0.008333333333333333), -0.16666666666666666))), x);
	end
	return tmp
end

Wolfram

code[x_, y_] := If[LessEqual[N[(N[Sin[x], $MachinePrecision] * N[(N[Sinh[y], $MachinePrecision] / y), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], -0.05], N[(N[(0.16666666666666666 * N[(y * y), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision] * N[(x * N[(-0.16666666666666666 * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(x * N[(x * N[(x * N[(x * N[(x * 0.008333333333333333), $MachinePrecision] + -0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + x), $MachinePrecision]]

Derivation

1. Split input into 2 regimes

2. if (*.f64 (sin.f64 x) (/.f64 (sinh.f64 y) y)) < -0.050000000000000003

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(1 + \frac{1}{6} \cdot {y}^{2}\right)} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(\frac{1}{6} \cdot {y}^{2} + 1\right)} \]

      2. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, {y}^{2}, 1\right)} \]

      3. unpow2 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, \color{blue}{y \cdot y}, 1\right) \]

      4. lower-*.f64 67.0

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, \color{blue}{y \cdot y}, 1\right) \]

   5. Applied rewrites 67.0%

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right)} \]

   6. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(1 + \frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right)\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]
   7. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \color{blue}{\left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2} + 1\right)}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      2. distribute-lft-in N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right) + x \cdot 1\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      3. *-rgt-identity N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right) + \color{blue}{x}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      4. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, \frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      5. *-commutative N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{-1}{6}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      6. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{-1}{6}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      7. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot \frac{-1}{6}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      8. lower-*.f64 28.8

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot -0.16666666666666666, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right) \]

   8. Applied rewrites 28.8%

      \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right) \]

   9. Taylor expanded in x around inf

      \[\leadsto \left(\frac{-1}{6} \cdot \color{blue}{{x}^{3}}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]
   10. Step-by-step derivation

   11. Applied rewrites 15.2%

       \[\leadsto \left(x \cdot \color{blue}{\left(\left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666\right)}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right) \]

   if -0.050000000000000003 < (*.f64 (sin.f64 x) (/.f64 (sinh.f64 y) y))

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. lower-sin.f64 63.5

         \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]

   5. Applied rewrites 63.5%

      \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]

   6. Taylor expanded in x around 0

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

   8. Applied rewrites 45.8%

      \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666}, x\right) \]

   9. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto x \cdot \color{blue}{\left(1 + {x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right)\right)} \]

   11. Applied rewrites 50.7%

       \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{x \cdot \left(x \cdot \mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right)\right)}, x\right) \]
3. Recombined 2 regimes into one program.

4. Final simplification 37.0%

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \leq -0.05:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right) \cdot \left(x \cdot \left(-0.16666666666666666 \cdot \left(x \cdot x\right)\right)\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \left(x \cdot \mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right)\right), x\right)\\ \end{array} \]
5. Add Preprocessing

Alternative 5: 35.2% accurate, 0.9× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \leq -0.05:\\ \;\;\;\;x \cdot \left(x \cdot \left(x \cdot -0.16666666666666666\right)\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \left(x \cdot \mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right)\right), x\right)\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x y)
 :precision binary64
 (if (<= (* (sin x) (/ (sinh y) y)) -0.05)
   (* x (* x (* x -0.16666666666666666)))
   (fma
    x
    (* x (* x (fma x (* x 0.008333333333333333) -0.16666666666666666)))
    x)))

C

double code(double x, double y) {
	double tmp;
	if ((sin(x) * (sinh(y) / y)) <= -0.05) {
		tmp = x * (x * (x * -0.16666666666666666));
	} else {
		tmp = fma(x, (x * (x * fma(x, (x * 0.008333333333333333), -0.16666666666666666))), x);
	}
	return tmp;
}

Julia

function code(x, y)
	tmp = 0.0
	if (Float64(sin(x) * Float64(sinh(y) / y)) <= -0.05)
		tmp = Float64(x * Float64(x * Float64(x * -0.16666666666666666)));
	else
		tmp = fma(x, Float64(x * Float64(x * fma(x, Float64(x * 0.008333333333333333), -0.16666666666666666))), x);
	end
	return tmp
end

Wolfram

code[x_, y_] := If[LessEqual[N[(N[Sin[x], $MachinePrecision] * N[(N[Sinh[y], $MachinePrecision] / y), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], -0.05], N[(x * N[(x * N[(x * -0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(x * N[(x * N[(x * N[(x * N[(x * 0.008333333333333333), $MachinePrecision] + -0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + x), $MachinePrecision]]

Derivation

1. Split input into 2 regimes

2. if (*.f64 (sin.f64 x) (/.f64 (sinh.f64 y) y)) < -0.050000000000000003

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. lower-sin.f64 37.6

         \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]

   5. Applied rewrites 37.6%

      \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]

   6. Taylor expanded in x around 0

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

   8. Applied rewrites 10.9%

      \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666}, x\right) \]

   9. Taylor expanded in x around inf

      \[\leadsto \frac{-1}{6} \cdot {x}^{\color{blue}{3}} \]
   10. Step-by-step derivation

   11. Applied rewrites 10.6%

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

   13. Applied rewrites 10.6%

       \[\leadsto x \cdot \left(\left(x \cdot -0.16666666666666666\right) \cdot x\right) \]

   if -0.050000000000000003 < (*.f64 (sin.f64 x) (/.f64 (sinh.f64 y) y))

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. lower-sin.f64 63.5

         \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]

   5. Applied rewrites 63.5%

      \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]

   6. Taylor expanded in x around 0

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

   8. Applied rewrites 45.8%

      \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666}, x\right) \]

   9. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto x \cdot \color{blue}{\left(1 + {x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right)\right)} \]

   11. Applied rewrites 50.7%

       \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{x \cdot \left(x \cdot \mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right)\right)}, x\right) \]
3. Recombined 2 regimes into one program.

4. Final simplification 35.2%

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \leq -0.05:\\ \;\;\;\;x \cdot \left(x \cdot \left(x \cdot -0.16666666666666666\right)\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \left(x \cdot \mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right)\right), x\right)\\ \end{array} \]
5. Add Preprocessing

Alternative 6: 58.6% accurate, 1.3× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\sin x \leq 5 \cdot 10^{-17}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \cdot \mathsf{fma}\left(x, x \cdot \left(x \cdot -0.16666666666666666\right), x\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right), x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right)\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x y)
 :precision binary64
 (if (<= (sin x) 5e-17)
   (*
    (fma
     (* y y)
     (fma
      y
      (* y (fma (* y y) 0.0001984126984126984 0.008333333333333333))
      0.16666666666666666)
     1.0)
    (fma x (* x (* x -0.16666666666666666)) x))
   (*
    (fma
     (fma x (* x 0.008333333333333333) -0.16666666666666666)
     (* x (* x x))
     x)
    (fma 0.16666666666666666 (* y y) 1.0))))

C

double code(double x, double y) {
	double tmp;
	if (sin(x) <= 5e-17) {
		tmp = fma((y * y), fma(y, (y * fma((y * y), 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333)), 0.16666666666666666), 1.0) * fma(x, (x * (x * -0.16666666666666666)), x);
	} else {
		tmp = fma(fma(x, (x * 0.008333333333333333), -0.16666666666666666), (x * (x * x)), x) * fma(0.16666666666666666, (y * y), 1.0);
	}
	return tmp;
}

Julia

function code(x, y)
	tmp = 0.0
	if (sin(x) <= 5e-17)
		tmp = Float64(fma(Float64(y * y), fma(y, Float64(y * fma(Float64(y * y), 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333)), 0.16666666666666666), 1.0) * fma(x, Float64(x * Float64(x * -0.16666666666666666)), x));
	else
		tmp = Float64(fma(fma(x, Float64(x * 0.008333333333333333), -0.16666666666666666), Float64(x * Float64(x * x)), x) * fma(0.16666666666666666, Float64(y * y), 1.0));
	end
	return tmp
end

Wolfram

code[x_, y_] := If[LessEqual[N[Sin[x], $MachinePrecision], 5e-17], N[(N[(N[(y * y), $MachinePrecision] * N[(y * N[(y * N[(N[(y * y), $MachinePrecision] * 0.0001984126984126984 + 0.008333333333333333), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + 0.16666666666666666), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision] * N[(x * N[(x * N[(x * -0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(N[(N[(x * N[(x * 0.008333333333333333), $MachinePrecision] + -0.16666666666666666), $MachinePrecision] * N[(x * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + x), $MachinePrecision] * N[(0.16666666666666666 * N[(y * y), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]

Derivation

1. Split input into 2 regimes

2. if (sin.f64 x) < 4.9999999999999999e-17

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(1 + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)\right)} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left({y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) + 1\right)} \]

      2. unpow2 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(\color{blue}{\left(y \cdot y\right)} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) + 1\right) \]

      3. associate-*l* N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(\color{blue}{y \cdot \left(y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)\right)} + 1\right) \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(y \cdot \color{blue}{\left(\left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) \cdot y\right)} + 1\right) \]

      5. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) \cdot y, 1\right)} \]

      6. *-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, \color{blue}{y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)}, 1\right) \]

      7. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, \color{blue}{y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)}, 1\right) \]

      8. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\left({y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right) + \frac{1}{6}\right)}, 1\right) \]

      9. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left({y}^{2}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right)}, 1\right) \]

      10. unpow2 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      11. lower-*.f64 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      12. +-commutative N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\frac{1}{5040} \cdot {y}^{2} + \frac{1}{120}}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      13. *-commutative N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{{y}^{2} \cdot \frac{1}{5040}} + \frac{1}{120}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      14. lower-fma.f64 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\mathsf{fma}\left({y}^{2}, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right)}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      15. unpow2 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      16. lower-*.f64 92.3

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   5. Applied rewrites 92.3%

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right)} \]

   6. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(1 + \frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right)\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]
   7. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \color{blue}{\left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2} + 1\right)}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      2. distribute-lft-in N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right) + x \cdot 1\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      3. *-rgt-identity N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right) + \color{blue}{x}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      4. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, \frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      5. *-commutative N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{-1}{6}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      6. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{-1}{6}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      7. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot \frac{-1}{6}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      8. lower-*.f64 68.0

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot -0.16666666666666666, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   8. Applied rewrites 68.0%

      \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]
   9. Step-by-step derivation

      1. lift-*.f64 N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot \frac{-1}{6}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right)} \]

      2. *-commutative N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \cdot \mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot \frac{-1}{6}, x\right)} \]

      3. lower-*.f64 68.0

         \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \cdot \mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666, x\right)} \]

   10. Applied rewrites 68.0%

       \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \cdot \mathsf{fma}\left(x, x \cdot \left(x \cdot -0.16666666666666666\right), x\right)} \]

   if 4.9999999999999999e-17 < (sin.f64 x)

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(1 + \frac{1}{6} \cdot {y}^{2}\right)} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(\frac{1}{6} \cdot {y}^{2} + 1\right)} \]

      2. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, {y}^{2}, 1\right)} \]

      3. unpow2 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, \color{blue}{y \cdot y}, 1\right) \]

      4. lower-*.f64 79.6

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, \color{blue}{y \cdot y}, 1\right) \]

   5. Applied rewrites 79.6%

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right)} \]

   6. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(1 + {x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right)\right)\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]
   7. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \color{blue}{\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) + 1\right)}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      2. distribute-rgt-in N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\left(\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right)\right) \cdot x + 1 \cdot x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      3. *-commutative N/A

         \[\leadsto \left(\color{blue}{\left(\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot {x}^{2}\right)} \cdot x + 1 \cdot x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      4. associate-*l* N/A

         \[\leadsto \left(\color{blue}{\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot \left({x}^{2} \cdot x\right)} + 1 \cdot x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \left(\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot \left(\color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot x\right) + 1 \cdot x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      6. unpow3 N/A

         \[\leadsto \left(\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot \color{blue}{{x}^{3}} + 1 \cdot x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      7. *-lft-identity N/A

         \[\leadsto \left(\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot {x}^{3} + \color{blue}{x}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      8. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}, {x}^{3}, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      9. sub-neg N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{6}\right)\right)}, {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      10. *-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{1}{120}} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{6}\right)\right), {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      11. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot \frac{1}{120} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{6}\right)\right), {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      12. associate-*l* N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{x \cdot \left(x \cdot \frac{1}{120}\right)} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{6}\right)\right), {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      13. metadata-eval N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x \cdot \left(x \cdot \frac{1}{120}\right) + \color{blue}{\frac{-1}{6}}, {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      14. lower-fma.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right)}, {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      15. lower-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{x \cdot \frac{1}{120}}, \frac{-1}{6}\right), {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      16. cube-mult N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right), \color{blue}{x \cdot \left(x \cdot x\right)}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      17. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right), x \cdot \color{blue}{{x}^{2}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      18. lower-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right), \color{blue}{x \cdot {x}^{2}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      19. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right), x \cdot \color{blue}{\left(x \cdot x\right)}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      20. lower-*.f64 27.3

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right), x \cdot \color{blue}{\left(x \cdot x\right)}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right) \]

   8. Applied rewrites 27.3%

      \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right), x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right) \]
3. Recombined 2 regimes into one program.
4. Add Preprocessing

Alternative 7: 58.6% accurate, 1.3× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\sin x \leq 5 \cdot 10^{-17}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \cdot \mathsf{fma}\left(x, -0.16666666666666666 \cdot \left(x \cdot x\right), x\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right), x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right)\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x y)
 :precision binary64
 (if (<= (sin x) 5e-17)
   (*
    (fma
     y
     (*
      y
      (fma
       (* y y)
       (fma (* y y) 0.0001984126984126984 0.008333333333333333)
       0.16666666666666666))
     1.0)
    (fma x (* -0.16666666666666666 (* x x)) x))
   (*
    (fma
     (fma x (* x 0.008333333333333333) -0.16666666666666666)
     (* x (* x x))
     x)
    (fma 0.16666666666666666 (* y y) 1.0))))

C

double code(double x, double y) {
	double tmp;
	if (sin(x) <= 5e-17) {
		tmp = fma(y, (y * fma((y * y), fma((y * y), 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333), 0.16666666666666666)), 1.0) * fma(x, (-0.16666666666666666 * (x * x)), x);
	} else {
		tmp = fma(fma(x, (x * 0.008333333333333333), -0.16666666666666666), (x * (x * x)), x) * fma(0.16666666666666666, (y * y), 1.0);
	}
	return tmp;
}

Julia

function code(x, y)
	tmp = 0.0
	if (sin(x) <= 5e-17)
		tmp = Float64(fma(y, Float64(y * fma(Float64(y * y), fma(Float64(y * y), 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333), 0.16666666666666666)), 1.0) * fma(x, Float64(-0.16666666666666666 * Float64(x * x)), x));
	else
		tmp = Float64(fma(fma(x, Float64(x * 0.008333333333333333), -0.16666666666666666), Float64(x * Float64(x * x)), x) * fma(0.16666666666666666, Float64(y * y), 1.0));
	end
	return tmp
end

Wolfram

code[x_, y_] := If[LessEqual[N[Sin[x], $MachinePrecision], 5e-17], N[(N[(y * N[(y * N[(N[(y * y), $MachinePrecision] * N[(N[(y * y), $MachinePrecision] * 0.0001984126984126984 + 0.008333333333333333), $MachinePrecision] + 0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision] * N[(x * N[(-0.16666666666666666 * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(N[(N[(x * N[(x * 0.008333333333333333), $MachinePrecision] + -0.16666666666666666), $MachinePrecision] * N[(x * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + x), $MachinePrecision] * N[(0.16666666666666666 * N[(y * y), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]

Derivation

1. Split input into 2 regimes

2. if (sin.f64 x) < 4.9999999999999999e-17

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(1 + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)\right)} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left({y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) + 1\right)} \]

      2. unpow2 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(\color{blue}{\left(y \cdot y\right)} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) + 1\right) \]

      3. associate-*l* N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(\color{blue}{y \cdot \left(y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)\right)} + 1\right) \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(y \cdot \color{blue}{\left(\left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) \cdot y\right)} + 1\right) \]

      5. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) \cdot y, 1\right)} \]

      6. *-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, \color{blue}{y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)}, 1\right) \]

      7. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, \color{blue}{y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)}, 1\right) \]

      8. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\left({y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right) + \frac{1}{6}\right)}, 1\right) \]

      9. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left({y}^{2}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right)}, 1\right) \]

      10. unpow2 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      11. lower-*.f64 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      12. +-commutative N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\frac{1}{5040} \cdot {y}^{2} + \frac{1}{120}}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      13. *-commutative N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{{y}^{2} \cdot \frac{1}{5040}} + \frac{1}{120}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      14. lower-fma.f64 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\mathsf{fma}\left({y}^{2}, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right)}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      15. unpow2 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      16. lower-*.f64 92.3

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   5. Applied rewrites 92.3%

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right)} \]

   6. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(1 + \frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right)\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]
   7. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \color{blue}{\left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2} + 1\right)}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      2. distribute-lft-in N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right) + x \cdot 1\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      3. *-rgt-identity N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right) + \color{blue}{x}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      4. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, \frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      5. *-commutative N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{-1}{6}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      6. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{-1}{6}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      7. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot \frac{-1}{6}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      8. lower-*.f64 68.0

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot -0.16666666666666666, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   8. Applied rewrites 68.0%

      \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   if 4.9999999999999999e-17 < (sin.f64 x)

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(1 + \frac{1}{6} \cdot {y}^{2}\right)} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(\frac{1}{6} \cdot {y}^{2} + 1\right)} \]

      2. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, {y}^{2}, 1\right)} \]

      3. unpow2 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, \color{blue}{y \cdot y}, 1\right) \]

      4. lower-*.f64 79.6

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, \color{blue}{y \cdot y}, 1\right) \]

   5. Applied rewrites 79.6%

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right)} \]

   6. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(1 + {x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right)\right)\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]
   7. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \color{blue}{\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) + 1\right)}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      2. distribute-rgt-in N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\left(\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right)\right) \cdot x + 1 \cdot x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      3. *-commutative N/A

         \[\leadsto \left(\color{blue}{\left(\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot {x}^{2}\right)} \cdot x + 1 \cdot x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      4. associate-*l* N/A

         \[\leadsto \left(\color{blue}{\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot \left({x}^{2} \cdot x\right)} + 1 \cdot x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \left(\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot \left(\color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot x\right) + 1 \cdot x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      6. unpow3 N/A

         \[\leadsto \left(\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot \color{blue}{{x}^{3}} + 1 \cdot x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      7. *-lft-identity N/A

         \[\leadsto \left(\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot {x}^{3} + \color{blue}{x}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      8. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}, {x}^{3}, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      9. sub-neg N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{6}\right)\right)}, {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      10. *-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{1}{120}} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{6}\right)\right), {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      11. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot \frac{1}{120} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{6}\right)\right), {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      12. associate-*l* N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{x \cdot \left(x \cdot \frac{1}{120}\right)} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{6}\right)\right), {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      13. metadata-eval N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x \cdot \left(x \cdot \frac{1}{120}\right) + \color{blue}{\frac{-1}{6}}, {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      14. lower-fma.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right)}, {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      15. lower-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{x \cdot \frac{1}{120}}, \frac{-1}{6}\right), {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      16. cube-mult N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right), \color{blue}{x \cdot \left(x \cdot x\right)}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      17. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right), x \cdot \color{blue}{{x}^{2}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      18. lower-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right), \color{blue}{x \cdot {x}^{2}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      19. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right), x \cdot \color{blue}{\left(x \cdot x\right)}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      20. lower-*.f64 27.3

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right), x \cdot \color{blue}{\left(x \cdot x\right)}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right) \]

   8. Applied rewrites 27.3%

      \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right), x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right) \]
3. Recombined 2 regimes into one program.

4. Final simplification 57.6%

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\sin x \leq 5 \cdot 10^{-17}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \cdot \mathsf{fma}\left(x, -0.16666666666666666 \cdot \left(x \cdot x\right), x\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right), x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right)\\ \end{array} \]
5. Add Preprocessing

Alternative 8: 58.4% accurate, 1.4× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\sin x \leq 5 \cdot 10^{-17}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, -0.16666666666666666 \cdot \left(x \cdot x\right), x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \left(y \cdot \left(y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right)\right)\right), 1\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right), x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right)\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x y)
 :precision binary64
 (if (<= (sin x) 5e-17)
   (*
    (fma x (* -0.16666666666666666 (* x x)) x)
    (fma
     y
     (* y (* y (* y (fma (* y y) 0.0001984126984126984 0.008333333333333333))))
     1.0))
   (*
    (fma
     (fma x (* x 0.008333333333333333) -0.16666666666666666)
     (* x (* x x))
     x)
    (fma 0.16666666666666666 (* y y) 1.0))))

C

double code(double x, double y) {
	double tmp;
	if (sin(x) <= 5e-17) {
		tmp = fma(x, (-0.16666666666666666 * (x * x)), x) * fma(y, (y * (y * (y * fma((y * y), 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333)))), 1.0);
	} else {
		tmp = fma(fma(x, (x * 0.008333333333333333), -0.16666666666666666), (x * (x * x)), x) * fma(0.16666666666666666, (y * y), 1.0);
	}
	return tmp;
}

Julia

function code(x, y)
	tmp = 0.0
	if (sin(x) <= 5e-17)
		tmp = Float64(fma(x, Float64(-0.16666666666666666 * Float64(x * x)), x) * fma(y, Float64(y * Float64(y * Float64(y * fma(Float64(y * y), 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333)))), 1.0));
	else
		tmp = Float64(fma(fma(x, Float64(x * 0.008333333333333333), -0.16666666666666666), Float64(x * Float64(x * x)), x) * fma(0.16666666666666666, Float64(y * y), 1.0));
	end
	return tmp
end

Wolfram

code[x_, y_] := If[LessEqual[N[Sin[x], $MachinePrecision], 5e-17], N[(N[(x * N[(-0.16666666666666666 * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + x), $MachinePrecision] * N[(y * N[(y * N[(y * N[(y * N[(N[(y * y), $MachinePrecision] * 0.0001984126984126984 + 0.008333333333333333), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(N[(N[(x * N[(x * 0.008333333333333333), $MachinePrecision] + -0.16666666666666666), $MachinePrecision] * N[(x * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + x), $MachinePrecision] * N[(0.16666666666666666 * N[(y * y), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]

Derivation

1. Split input into 2 regimes

2. if (sin.f64 x) < 4.9999999999999999e-17

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(1 + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)\right)} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left({y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) + 1\right)} \]

      2. unpow2 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(\color{blue}{\left(y \cdot y\right)} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) + 1\right) \]

      3. associate-*l* N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(\color{blue}{y \cdot \left(y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)\right)} + 1\right) \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(y \cdot \color{blue}{\left(\left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) \cdot y\right)} + 1\right) \]

      5. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) \cdot y, 1\right)} \]

      6. *-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, \color{blue}{y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)}, 1\right) \]

      7. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, \color{blue}{y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)}, 1\right) \]

      8. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\left({y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right) + \frac{1}{6}\right)}, 1\right) \]

      9. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left({y}^{2}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right)}, 1\right) \]

      10. unpow2 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      11. lower-*.f64 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      12. +-commutative N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\frac{1}{5040} \cdot {y}^{2} + \frac{1}{120}}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      13. *-commutative N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{{y}^{2} \cdot \frac{1}{5040}} + \frac{1}{120}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      14. lower-fma.f64 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\mathsf{fma}\left({y}^{2}, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right)}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      15. unpow2 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      16. lower-*.f64 92.3

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   5. Applied rewrites 92.3%

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right)} \]

   6. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(1 + \frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right)\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]
   7. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \color{blue}{\left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2} + 1\right)}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      2. distribute-lft-in N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right) + x \cdot 1\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      3. *-rgt-identity N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right) + \color{blue}{x}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      4. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, \frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      5. *-commutative N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{-1}{6}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      6. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{-1}{6}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      7. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot \frac{-1}{6}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      8. lower-*.f64 68.0

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot -0.16666666666666666, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   8. Applied rewrites 68.0%

      \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   9. Taylor expanded in y around inf

      \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot \frac{-1}{6}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, {y}^{5} \cdot \color{blue}{\left(\frac{1}{5040} + \frac{1}{120} \cdot \frac{1}{{y}^{2}}\right)}, 1\right) \]
   10. Step-by-step derivation

   11. Applied rewrites 48.5%

       \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, \left(\left(y \cdot \left(y \cdot \left(y \cdot y\right)\right)\right) \cdot y\right) \cdot \color{blue}{\left(0.0001984126984126984 + \frac{0.008333333333333333}{y \cdot y}\right)}, 1\right) \]

   12. Taylor expanded in y around 0

       \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot \frac{-1}{6}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, {y}^{3} \cdot \left(\frac{1}{120} + \color{blue}{\frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}}\right), 1\right) \]
   13. Step-by-step derivation

   14. Applied rewrites 67.6%

       \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \left(y \cdot \color{blue}{\left(y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right)\right)}\right), 1\right) \]

   if 4.9999999999999999e-17 < (sin.f64 x)

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(1 + \frac{1}{6} \cdot {y}^{2}\right)} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(\frac{1}{6} \cdot {y}^{2} + 1\right)} \]

      2. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, {y}^{2}, 1\right)} \]

      3. unpow2 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, \color{blue}{y \cdot y}, 1\right) \]

      4. lower-*.f64 79.6

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, \color{blue}{y \cdot y}, 1\right) \]

   5. Applied rewrites 79.6%

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right)} \]

   6. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(1 + {x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right)\right)\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]
   7. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \color{blue}{\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) + 1\right)}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      2. distribute-rgt-in N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\left(\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right)\right) \cdot x + 1 \cdot x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      3. *-commutative N/A

         \[\leadsto \left(\color{blue}{\left(\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot {x}^{2}\right)} \cdot x + 1 \cdot x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      4. associate-*l* N/A

         \[\leadsto \left(\color{blue}{\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot \left({x}^{2} \cdot x\right)} + 1 \cdot x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \left(\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot \left(\color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot x\right) + 1 \cdot x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      6. unpow3 N/A

         \[\leadsto \left(\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot \color{blue}{{x}^{3}} + 1 \cdot x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      7. *-lft-identity N/A

         \[\leadsto \left(\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot {x}^{3} + \color{blue}{x}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      8. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}, {x}^{3}, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      9. sub-neg N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{6}\right)\right)}, {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      10. *-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{1}{120}} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{6}\right)\right), {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      11. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot \frac{1}{120} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{6}\right)\right), {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      12. associate-*l* N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{x \cdot \left(x \cdot \frac{1}{120}\right)} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{6}\right)\right), {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      13. metadata-eval N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x \cdot \left(x \cdot \frac{1}{120}\right) + \color{blue}{\frac{-1}{6}}, {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      14. lower-fma.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right)}, {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      15. lower-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{x \cdot \frac{1}{120}}, \frac{-1}{6}\right), {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      16. cube-mult N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right), \color{blue}{x \cdot \left(x \cdot x\right)}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      17. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right), x \cdot \color{blue}{{x}^{2}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      18. lower-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right), \color{blue}{x \cdot {x}^{2}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      19. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right), x \cdot \color{blue}{\left(x \cdot x\right)}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      20. lower-*.f64 27.3

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right), x \cdot \color{blue}{\left(x \cdot x\right)}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right) \]

   8. Applied rewrites 27.3%

      \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right), x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right) \]
3. Recombined 2 regimes into one program.

4. Final simplification 57.4%

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\sin x \leq 5 \cdot 10^{-17}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, -0.16666666666666666 \cdot \left(x \cdot x\right), x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \left(y \cdot \left(y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right)\right)\right), 1\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right), x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right)\\ \end{array} \]
5. Add Preprocessing

Alternative 9: 58.4% accurate, 1.4× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\sin x \leq 5 \cdot 10^{-17}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, -0.16666666666666666 \cdot \left(x \cdot x\right), x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \left(y \cdot \left(0.0001984126984126984 \cdot \left(y \cdot \left(y \cdot y\right)\right)\right)\right), 1\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right), x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right)\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x y)
 :precision binary64
 (if (<= (sin x) 5e-17)
   (*
    (fma x (* -0.16666666666666666 (* x x)) x)
    (fma y (* y (* y (* 0.0001984126984126984 (* y (* y y))))) 1.0))
   (*
    (fma
     (fma x (* x 0.008333333333333333) -0.16666666666666666)
     (* x (* x x))
     x)
    (fma 0.16666666666666666 (* y y) 1.0))))

C

double code(double x, double y) {
	double tmp;
	if (sin(x) <= 5e-17) {
		tmp = fma(x, (-0.16666666666666666 * (x * x)), x) * fma(y, (y * (y * (0.0001984126984126984 * (y * (y * y))))), 1.0);
	} else {
		tmp = fma(fma(x, (x * 0.008333333333333333), -0.16666666666666666), (x * (x * x)), x) * fma(0.16666666666666666, (y * y), 1.0);
	}
	return tmp;
}

Julia

function code(x, y)
	tmp = 0.0
	if (sin(x) <= 5e-17)
		tmp = Float64(fma(x, Float64(-0.16666666666666666 * Float64(x * x)), x) * fma(y, Float64(y * Float64(y * Float64(0.0001984126984126984 * Float64(y * Float64(y * y))))), 1.0));
	else
		tmp = Float64(fma(fma(x, Float64(x * 0.008333333333333333), -0.16666666666666666), Float64(x * Float64(x * x)), x) * fma(0.16666666666666666, Float64(y * y), 1.0));
	end
	return tmp
end

Wolfram

code[x_, y_] := If[LessEqual[N[Sin[x], $MachinePrecision], 5e-17], N[(N[(x * N[(-0.16666666666666666 * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + x), $MachinePrecision] * N[(y * N[(y * N[(y * N[(0.0001984126984126984 * N[(y * N[(y * y), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(N[(N[(x * N[(x * 0.008333333333333333), $MachinePrecision] + -0.16666666666666666), $MachinePrecision] * N[(x * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + x), $MachinePrecision] * N[(0.16666666666666666 * N[(y * y), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]

Derivation

1. Split input into 2 regimes

2. if (sin.f64 x) < 4.9999999999999999e-17

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(1 + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)\right)} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left({y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) + 1\right)} \]

      2. unpow2 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(\color{blue}{\left(y \cdot y\right)} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) + 1\right) \]

      3. associate-*l* N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(\color{blue}{y \cdot \left(y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)\right)} + 1\right) \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(y \cdot \color{blue}{\left(\left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) \cdot y\right)} + 1\right) \]

      5. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) \cdot y, 1\right)} \]

      6. *-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, \color{blue}{y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)}, 1\right) \]

      7. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, \color{blue}{y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)}, 1\right) \]

      8. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\left({y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right) + \frac{1}{6}\right)}, 1\right) \]

      9. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left({y}^{2}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right)}, 1\right) \]

      10. unpow2 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      11. lower-*.f64 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      12. +-commutative N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\frac{1}{5040} \cdot {y}^{2} + \frac{1}{120}}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      13. *-commutative N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{{y}^{2} \cdot \frac{1}{5040}} + \frac{1}{120}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      14. lower-fma.f64 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\mathsf{fma}\left({y}^{2}, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right)}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      15. unpow2 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      16. lower-*.f64 92.3

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   5. Applied rewrites 92.3%

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right)} \]

   6. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(1 + \frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right)\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]
   7. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \color{blue}{\left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2} + 1\right)}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      2. distribute-lft-in N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right) + x \cdot 1\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      3. *-rgt-identity N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right) + \color{blue}{x}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      4. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, \frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      5. *-commutative N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{-1}{6}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      6. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{-1}{6}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      7. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot \frac{-1}{6}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      8. lower-*.f64 68.0

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot -0.16666666666666666, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   8. Applied rewrites 68.0%

      \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   9. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot \frac{-1}{6}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\left(\frac{1}{6} + \frac{1}{120} \cdot {y}^{2}\right)}, 1\right) \]
   10. Step-by-step derivation

   11. Applied rewrites 65.4%

       \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, y \cdot 0.008333333333333333, 0.16666666666666666\right)}, 1\right) \]

   12. Taylor expanded in y around inf

       \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot \frac{-1}{6}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, \frac{1}{5040} \cdot \color{blue}{{y}^{5}}, 1\right) \]
   13. Step-by-step derivation

   14. Applied rewrites 67.6%

       \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\left(y \cdot \left(0.0001984126984126984 \cdot \left(y \cdot \left(y \cdot y\right)\right)\right)\right)}, 1\right) \]

   if 4.9999999999999999e-17 < (sin.f64 x)

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(1 + \frac{1}{6} \cdot {y}^{2}\right)} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(\frac{1}{6} \cdot {y}^{2} + 1\right)} \]

      2. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, {y}^{2}, 1\right)} \]

      3. unpow2 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, \color{blue}{y \cdot y}, 1\right) \]

      4. lower-*.f64 79.6

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, \color{blue}{y \cdot y}, 1\right) \]

   5. Applied rewrites 79.6%

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right)} \]

   6. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(1 + {x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right)\right)\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]
   7. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \color{blue}{\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) + 1\right)}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      2. distribute-rgt-in N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\left(\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right)\right) \cdot x + 1 \cdot x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      3. *-commutative N/A

         \[\leadsto \left(\color{blue}{\left(\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot {x}^{2}\right)} \cdot x + 1 \cdot x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      4. associate-*l* N/A

         \[\leadsto \left(\color{blue}{\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot \left({x}^{2} \cdot x\right)} + 1 \cdot x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \left(\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot \left(\color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot x\right) + 1 \cdot x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      6. unpow3 N/A

         \[\leadsto \left(\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot \color{blue}{{x}^{3}} + 1 \cdot x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      7. *-lft-identity N/A

         \[\leadsto \left(\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot {x}^{3} + \color{blue}{x}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      8. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}, {x}^{3}, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      9. sub-neg N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{6}\right)\right)}, {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      10. *-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{1}{120}} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{6}\right)\right), {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      11. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot \frac{1}{120} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{6}\right)\right), {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      12. associate-*l* N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{x \cdot \left(x \cdot \frac{1}{120}\right)} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{6}\right)\right), {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      13. metadata-eval N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x \cdot \left(x \cdot \frac{1}{120}\right) + \color{blue}{\frac{-1}{6}}, {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      14. lower-fma.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right)}, {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      15. lower-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{x \cdot \frac{1}{120}}, \frac{-1}{6}\right), {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      16. cube-mult N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right), \color{blue}{x \cdot \left(x \cdot x\right)}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      17. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right), x \cdot \color{blue}{{x}^{2}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      18. lower-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right), \color{blue}{x \cdot {x}^{2}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      19. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right), x \cdot \color{blue}{\left(x \cdot x\right)}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      20. lower-*.f64 27.3

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right), x \cdot \color{blue}{\left(x \cdot x\right)}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right) \]

   8. Applied rewrites 27.3%

      \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right), x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right) \]
3. Recombined 2 regimes into one program.

4. Final simplification 57.4%

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\sin x \leq 5 \cdot 10^{-17}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, -0.16666666666666666 \cdot \left(x \cdot x\right), x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \left(y \cdot \left(0.0001984126984126984 \cdot \left(y \cdot \left(y \cdot y\right)\right)\right)\right), 1\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right), x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right)\\ \end{array} \]
5. Add Preprocessing

Alternative 10: 93.0% accurate, 1.4× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;y \leq 0.185:\\ \;\;\;\;\sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y, y \cdot 0.008333333333333333, 0.16666666666666666\right), 1\right)\\ \mathbf{elif}\;y \leq 9.8 \cdot 10^{+51}:\\ \;\;\;\;\frac{\sinh y}{y} \cdot \mathsf{fma}\left(-0.16666666666666666, x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right)\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x y)
 :precision binary64
 (if (<= y 0.185)
   (*
    (sin x)
    (fma (* y y) (fma y (* y 0.008333333333333333) 0.16666666666666666) 1.0))
   (if (<= y 9.8e+51)
     (* (/ (sinh y) y) (fma -0.16666666666666666 (* x (* x x)) x))
     (*
      (sin x)
      (fma
       y
       (*
        y
        (fma
         (* y y)
         (fma (* y y) 0.0001984126984126984 0.008333333333333333)
         0.16666666666666666))
       1.0)))))

C

double code(double x, double y) {
	double tmp;
	if (y <= 0.185) {
		tmp = sin(x) * fma((y * y), fma(y, (y * 0.008333333333333333), 0.16666666666666666), 1.0);
	} else if (y <= 9.8e+51) {
		tmp = (sinh(y) / y) * fma(-0.16666666666666666, (x * (x * x)), x);
	} else {
		tmp = sin(x) * fma(y, (y * fma((y * y), fma((y * y), 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333), 0.16666666666666666)), 1.0);
	}
	return tmp;
}

Julia

function code(x, y)
	tmp = 0.0
	if (y <= 0.185)
		tmp = Float64(sin(x) * fma(Float64(y * y), fma(y, Float64(y * 0.008333333333333333), 0.16666666666666666), 1.0));
	elseif (y <= 9.8e+51)
		tmp = Float64(Float64(sinh(y) / y) * fma(-0.16666666666666666, Float64(x * Float64(x * x)), x));
	else
		tmp = Float64(sin(x) * fma(y, Float64(y * fma(Float64(y * y), fma(Float64(y * y), 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333), 0.16666666666666666)), 1.0));
	end
	return tmp
end

Wolfram

code[x_, y_] := If[LessEqual[y, 0.185], N[(N[Sin[x], $MachinePrecision] * N[(N[(y * y), $MachinePrecision] * N[(y * N[(y * 0.008333333333333333), $MachinePrecision] + 0.16666666666666666), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], If[LessEqual[y, 9.8e+51], N[(N[(N[Sinh[y], $MachinePrecision] / y), $MachinePrecision] * N[(-0.16666666666666666 * N[(x * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(N[Sin[x], $MachinePrecision] * N[(y * N[(y * N[(N[(y * y), $MachinePrecision] * N[(N[(y * y), $MachinePrecision] * 0.0001984126984126984 + 0.008333333333333333), $MachinePrecision] + 0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]]

Derivation

1. Split input into 3 regimes

2. if y < 0.185

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(1 + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{120} \cdot {y}^{2}\right)\right)} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left({y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{120} \cdot {y}^{2}\right) + 1\right)} \]

      2. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left({y}^{2}, \frac{1}{6} + \frac{1}{120} \cdot {y}^{2}, 1\right)} \]

      3. unpow2 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{6} + \frac{1}{120} \cdot {y}^{2}, 1\right) \]

      4. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{6} + \frac{1}{120} \cdot {y}^{2}, 1\right) \]

      5. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\frac{1}{120} \cdot {y}^{2} + \frac{1}{6}}, 1\right) \]

      6. *-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{{y}^{2} \cdot \frac{1}{120}} + \frac{1}{6}, 1\right) \]

      7. unpow2 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\left(y \cdot y\right)} \cdot \frac{1}{120} + \frac{1}{6}, 1\right) \]

      8. associate-*l* N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{y \cdot \left(y \cdot \frac{1}{120}\right)} + \frac{1}{6}, 1\right) \]

      9. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, y \cdot \frac{1}{120}, \frac{1}{6}\right)}, 1\right) \]

      10. lower-*.f64 92.6

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y, \color{blue}{y \cdot 0.008333333333333333}, 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   5. Applied rewrites 92.6%

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y, y \cdot 0.008333333333333333, 0.16666666666666666\right), 1\right)} \]

   if 0.185 < y < 9.79999999999999967e51

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(1 + \frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right)\right)} \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \color{blue}{\left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2} + 1\right)}\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      2. distribute-lft-in N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right) + x \cdot 1\right)} \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      3. *-commutative N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \color{blue}{\left({x}^{2} \cdot \frac{-1}{6}\right)} + x \cdot 1\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      4. associate-*r* N/A

         \[\leadsto \left(\color{blue}{\left(x \cdot {x}^{2}\right) \cdot \frac{-1}{6}} + x \cdot 1\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      5. *-commutative N/A

         \[\leadsto \left(\color{blue}{\frac{-1}{6} \cdot \left(x \cdot {x}^{2}\right)} + x \cdot 1\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      6. *-rgt-identity N/A

         \[\leadsto \left(\frac{-1}{6} \cdot \left(x \cdot {x}^{2}\right) + \color{blue}{x}\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      7. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{-1}{6}, x \cdot {x}^{2}, x\right)} \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      8. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\frac{-1}{6}, \color{blue}{x \cdot {x}^{2}}, x\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      9. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\frac{-1}{6}, x \cdot \color{blue}{\left(x \cdot x\right)}, x\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      10. lower-*.f64 75.0

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(-0.16666666666666666, x \cdot \color{blue}{\left(x \cdot x\right)}, x\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

   5. Applied rewrites 75.0%

      \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(-0.16666666666666666, x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right)} \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

   if 9.79999999999999967e51 < y

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(1 + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)\right)} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left({y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) + 1\right)} \]

      2. unpow2 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(\color{blue}{\left(y \cdot y\right)} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) + 1\right) \]

      3. associate-*l* N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(\color{blue}{y \cdot \left(y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)\right)} + 1\right) \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(y \cdot \color{blue}{\left(\left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) \cdot y\right)} + 1\right) \]

      5. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) \cdot y, 1\right)} \]

      6. *-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, \color{blue}{y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)}, 1\right) \]

      7. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, \color{blue}{y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)}, 1\right) \]

      8. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\left({y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right) + \frac{1}{6}\right)}, 1\right) \]

      9. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left({y}^{2}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right)}, 1\right) \]

      10. unpow2 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      11. lower-*.f64 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      12. +-commutative N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\frac{1}{5040} \cdot {y}^{2} + \frac{1}{120}}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      13. *-commutative N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{{y}^{2} \cdot \frac{1}{5040}} + \frac{1}{120}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      14. lower-fma.f64 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\mathsf{fma}\left({y}^{2}, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right)}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      15. unpow2 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      16. lower-*.f64 100.0

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   5. Applied rewrites 100.0%

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right)} \]
3. Recombined 3 regimes into one program.

4. Final simplification 93.2%

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;y \leq 0.185:\\ \;\;\;\;\sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y, y \cdot 0.008333333333333333, 0.16666666666666666\right), 1\right)\\ \mathbf{elif}\;y \leq 9.8 \cdot 10^{+51}:\\ \;\;\;\;\frac{\sinh y}{y} \cdot \mathsf{fma}\left(-0.16666666666666666, x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right)\\ \end{array} \]
5. Add Preprocessing

Alternative 11: 56.4% accurate, 1.4× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\sin x \leq 5 \cdot 10^{-17}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, -0.16666666666666666 \cdot \left(x \cdot x\right), x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot 0.008333333333333333, 0.16666666666666666\right), 1\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right), x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right)\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x y)
 :precision binary64
 (if (<= (sin x) 5e-17)
   (*
    (fma x (* -0.16666666666666666 (* x x)) x)
    (fma y (* y (fma y (* y 0.008333333333333333) 0.16666666666666666)) 1.0))
   (*
    (fma
     (fma x (* x 0.008333333333333333) -0.16666666666666666)
     (* x (* x x))
     x)
    (fma 0.16666666666666666 (* y y) 1.0))))

C

double code(double x, double y) {
	double tmp;
	if (sin(x) <= 5e-17) {
		tmp = fma(x, (-0.16666666666666666 * (x * x)), x) * fma(y, (y * fma(y, (y * 0.008333333333333333), 0.16666666666666666)), 1.0);
	} else {
		tmp = fma(fma(x, (x * 0.008333333333333333), -0.16666666666666666), (x * (x * x)), x) * fma(0.16666666666666666, (y * y), 1.0);
	}
	return tmp;
}

Julia

function code(x, y)
	tmp = 0.0
	if (sin(x) <= 5e-17)
		tmp = Float64(fma(x, Float64(-0.16666666666666666 * Float64(x * x)), x) * fma(y, Float64(y * fma(y, Float64(y * 0.008333333333333333), 0.16666666666666666)), 1.0));
	else
		tmp = Float64(fma(fma(x, Float64(x * 0.008333333333333333), -0.16666666666666666), Float64(x * Float64(x * x)), x) * fma(0.16666666666666666, Float64(y * y), 1.0));
	end
	return tmp
end

Wolfram

code[x_, y_] := If[LessEqual[N[Sin[x], $MachinePrecision], 5e-17], N[(N[(x * N[(-0.16666666666666666 * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + x), $MachinePrecision] * N[(y * N[(y * N[(y * N[(y * 0.008333333333333333), $MachinePrecision] + 0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(N[(N[(x * N[(x * 0.008333333333333333), $MachinePrecision] + -0.16666666666666666), $MachinePrecision] * N[(x * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + x), $MachinePrecision] * N[(0.16666666666666666 * N[(y * y), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]

Derivation

1. Split input into 2 regimes

2. if (sin.f64 x) < 4.9999999999999999e-17

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(1 + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)\right)} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left({y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) + 1\right)} \]

      2. unpow2 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(\color{blue}{\left(y \cdot y\right)} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) + 1\right) \]

      3. associate-*l* N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(\color{blue}{y \cdot \left(y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)\right)} + 1\right) \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(y \cdot \color{blue}{\left(\left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) \cdot y\right)} + 1\right) \]

      5. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) \cdot y, 1\right)} \]

      6. *-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, \color{blue}{y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)}, 1\right) \]

      7. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, \color{blue}{y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)}, 1\right) \]

      8. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\left({y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right) + \frac{1}{6}\right)}, 1\right) \]

      9. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left({y}^{2}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right)}, 1\right) \]

      10. unpow2 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      11. lower-*.f64 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      12. +-commutative N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\frac{1}{5040} \cdot {y}^{2} + \frac{1}{120}}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      13. *-commutative N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{{y}^{2} \cdot \frac{1}{5040}} + \frac{1}{120}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      14. lower-fma.f64 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\mathsf{fma}\left({y}^{2}, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right)}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      15. unpow2 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      16. lower-*.f64 92.3

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   5. Applied rewrites 92.3%

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right)} \]

   6. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(1 + \frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right)\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]
   7. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \color{blue}{\left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2} + 1\right)}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      2. distribute-lft-in N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right) + x \cdot 1\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      3. *-rgt-identity N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right) + \color{blue}{x}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      4. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, \frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      5. *-commutative N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{-1}{6}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      6. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{-1}{6}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      7. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot \frac{-1}{6}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      8. lower-*.f64 68.0

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot -0.16666666666666666, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   8. Applied rewrites 68.0%

      \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   9. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot \frac{-1}{6}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\left(\frac{1}{6} + \frac{1}{120} \cdot {y}^{2}\right)}, 1\right) \]
   10. Step-by-step derivation

   11. Applied rewrites 65.4%

       \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, y \cdot 0.008333333333333333, 0.16666666666666666\right)}, 1\right) \]

   if 4.9999999999999999e-17 < (sin.f64 x)

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(1 + \frac{1}{6} \cdot {y}^{2}\right)} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(\frac{1}{6} \cdot {y}^{2} + 1\right)} \]

      2. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, {y}^{2}, 1\right)} \]

      3. unpow2 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, \color{blue}{y \cdot y}, 1\right) \]

      4. lower-*.f64 79.6

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, \color{blue}{y \cdot y}, 1\right) \]

   5. Applied rewrites 79.6%

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right)} \]

   6. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(1 + {x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right)\right)\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]
   7. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \color{blue}{\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) + 1\right)}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      2. distribute-rgt-in N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\left(\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right)\right) \cdot x + 1 \cdot x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      3. *-commutative N/A

         \[\leadsto \left(\color{blue}{\left(\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot {x}^{2}\right)} \cdot x + 1 \cdot x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      4. associate-*l* N/A

         \[\leadsto \left(\color{blue}{\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot \left({x}^{2} \cdot x\right)} + 1 \cdot x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      5. unpow2 N/A

         \[\leadsto \left(\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot \left(\color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot x\right) + 1 \cdot x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      6. unpow3 N/A

         \[\leadsto \left(\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot \color{blue}{{x}^{3}} + 1 \cdot x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      7. *-lft-identity N/A

         \[\leadsto \left(\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right) \cdot {x}^{3} + \color{blue}{x}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      8. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}, {x}^{3}, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      9. sub-neg N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{6}\right)\right)}, {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      10. *-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{1}{120}} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{6}\right)\right), {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      11. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot \frac{1}{120} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{6}\right)\right), {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      12. associate-*l* N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{x \cdot \left(x \cdot \frac{1}{120}\right)} + \left(\mathsf{neg}\left(\frac{1}{6}\right)\right), {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      13. metadata-eval N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x \cdot \left(x \cdot \frac{1}{120}\right) + \color{blue}{\frac{-1}{6}}, {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      14. lower-fma.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right)}, {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      15. lower-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{x \cdot \frac{1}{120}}, \frac{-1}{6}\right), {x}^{3}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      16. cube-mult N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right), \color{blue}{x \cdot \left(x \cdot x\right)}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      17. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right), x \cdot \color{blue}{{x}^{2}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      18. lower-*.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right), \color{blue}{x \cdot {x}^{2}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      19. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \frac{1}{120}, \frac{-1}{6}\right), x \cdot \color{blue}{\left(x \cdot x\right)}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      20. lower-*.f64 27.3

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right), x \cdot \color{blue}{\left(x \cdot x\right)}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right) \]

   8. Applied rewrites 27.3%

      \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right), x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right) \]
3. Recombined 2 regimes into one program.

4. Final simplification 55.7%

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\sin x \leq 5 \cdot 10^{-17}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, -0.16666666666666666 \cdot \left(x \cdot x\right), x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot 0.008333333333333333, 0.16666666666666666\right), 1\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right), x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right)\\ \end{array} \]
5. Add Preprocessing

Alternative 12: 55.4% accurate, 1.4× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\sin x \leq 10^{-8}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, -0.16666666666666666 \cdot \left(x \cdot x\right), x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot 0.008333333333333333, 0.16666666666666666\right), 1\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \left(x \cdot \mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right)\right), x\right)\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x y)
 :precision binary64
 (if (<= (sin x) 1e-8)
   (*
    (fma x (* -0.16666666666666666 (* x x)) x)
    (fma y (* y (fma y (* y 0.008333333333333333) 0.16666666666666666)) 1.0))
   (fma
    x
    (* x (* x (fma x (* x 0.008333333333333333) -0.16666666666666666)))
    x)))

C

double code(double x, double y) {
	double tmp;
	if (sin(x) <= 1e-8) {
		tmp = fma(x, (-0.16666666666666666 * (x * x)), x) * fma(y, (y * fma(y, (y * 0.008333333333333333), 0.16666666666666666)), 1.0);
	} else {
		tmp = fma(x, (x * (x * fma(x, (x * 0.008333333333333333), -0.16666666666666666))), x);
	}
	return tmp;
}

Julia

function code(x, y)
	tmp = 0.0
	if (sin(x) <= 1e-8)
		tmp = Float64(fma(x, Float64(-0.16666666666666666 * Float64(x * x)), x) * fma(y, Float64(y * fma(y, Float64(y * 0.008333333333333333), 0.16666666666666666)), 1.0));
	else
		tmp = fma(x, Float64(x * Float64(x * fma(x, Float64(x * 0.008333333333333333), -0.16666666666666666))), x);
	end
	return tmp
end

Wolfram

code[x_, y_] := If[LessEqual[N[Sin[x], $MachinePrecision], 1e-8], N[(N[(x * N[(-0.16666666666666666 * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + x), $MachinePrecision] * N[(y * N[(y * N[(y * N[(y * 0.008333333333333333), $MachinePrecision] + 0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(x * N[(x * N[(x * N[(x * N[(x * 0.008333333333333333), $MachinePrecision] + -0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + x), $MachinePrecision]]

Derivation

1. Split input into 2 regimes

2. if (sin.f64 x) < 1e-8

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(1 + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)\right)} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left({y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) + 1\right)} \]

      2. unpow2 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(\color{blue}{\left(y \cdot y\right)} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) + 1\right) \]

      3. associate-*l* N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(\color{blue}{y \cdot \left(y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)\right)} + 1\right) \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(y \cdot \color{blue}{\left(\left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) \cdot y\right)} + 1\right) \]

      5. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) \cdot y, 1\right)} \]

      6. *-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, \color{blue}{y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)}, 1\right) \]

      7. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, \color{blue}{y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)}, 1\right) \]

      8. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\left({y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right) + \frac{1}{6}\right)}, 1\right) \]

      9. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left({y}^{2}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right)}, 1\right) \]

      10. unpow2 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      11. lower-*.f64 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      12. +-commutative N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\frac{1}{5040} \cdot {y}^{2} + \frac{1}{120}}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      13. *-commutative N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{{y}^{2} \cdot \frac{1}{5040}} + \frac{1}{120}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      14. lower-fma.f64 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\mathsf{fma}\left({y}^{2}, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right)}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      15. unpow2 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      16. lower-*.f64 92.3

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   5. Applied rewrites 92.3%

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right)} \]

   6. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(1 + \frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right)\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]
   7. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \color{blue}{\left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2} + 1\right)}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      2. distribute-lft-in N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right) + x \cdot 1\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      3. *-rgt-identity N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right) + \color{blue}{x}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      4. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, \frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      5. *-commutative N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{-1}{6}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      6. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{-1}{6}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      7. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot \frac{-1}{6}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      8. lower-*.f64 68.0

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot -0.16666666666666666, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   8. Applied rewrites 68.0%

      \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   9. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot \frac{-1}{6}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\left(\frac{1}{6} + \frac{1}{120} \cdot {y}^{2}\right)}, 1\right) \]
   10. Step-by-step derivation

   11. Applied rewrites 65.4%

       \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, y \cdot 0.008333333333333333, 0.16666666666666666\right)}, 1\right) \]

   if 1e-8 < (sin.f64 x)

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. lower-sin.f64 53.8

         \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]

   5. Applied rewrites 53.8%

      \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]

   6. Taylor expanded in x around 0

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

   8. Applied rewrites 12.5%

      \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666}, x\right) \]

   9. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto x \cdot \color{blue}{\left(1 + {x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right)\right)} \]

   11. Applied rewrites 24.5%

       \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{x \cdot \left(x \cdot \mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right)\right)}, x\right) \]
3. Recombined 2 regimes into one program.

4. Final simplification 55.0%

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\sin x \leq 10^{-8}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, -0.16666666666666666 \cdot \left(x \cdot x\right), x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot 0.008333333333333333, 0.16666666666666666\right), 1\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \left(x \cdot \mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right)\right), x\right)\\ \end{array} \]
5. Add Preprocessing

Alternative 13: 55.2% accurate, 1.5× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\sin x \leq 10^{-8}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, -0.16666666666666666 \cdot \left(x \cdot x\right), x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, 0.008333333333333333 \cdot \left(y \cdot \left(y \cdot y\right)\right), 1\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \left(x \cdot \mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right)\right), x\right)\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x y)
 :precision binary64
 (if (<= (sin x) 1e-8)
   (*
    (fma x (* -0.16666666666666666 (* x x)) x)
    (fma y (* 0.008333333333333333 (* y (* y y))) 1.0))
   (fma
    x
    (* x (* x (fma x (* x 0.008333333333333333) -0.16666666666666666)))
    x)))

C

double code(double x, double y) {
	double tmp;
	if (sin(x) <= 1e-8) {
		tmp = fma(x, (-0.16666666666666666 * (x * x)), x) * fma(y, (0.008333333333333333 * (y * (y * y))), 1.0);
	} else {
		tmp = fma(x, (x * (x * fma(x, (x * 0.008333333333333333), -0.16666666666666666))), x);
	}
	return tmp;
}

Julia

function code(x, y)
	tmp = 0.0
	if (sin(x) <= 1e-8)
		tmp = Float64(fma(x, Float64(-0.16666666666666666 * Float64(x * x)), x) * fma(y, Float64(0.008333333333333333 * Float64(y * Float64(y * y))), 1.0));
	else
		tmp = fma(x, Float64(x * Float64(x * fma(x, Float64(x * 0.008333333333333333), -0.16666666666666666))), x);
	end
	return tmp
end

Wolfram

code[x_, y_] := If[LessEqual[N[Sin[x], $MachinePrecision], 1e-8], N[(N[(x * N[(-0.16666666666666666 * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + x), $MachinePrecision] * N[(y * N[(0.008333333333333333 * N[(y * N[(y * y), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(x * N[(x * N[(x * N[(x * N[(x * 0.008333333333333333), $MachinePrecision] + -0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + x), $MachinePrecision]]

Derivation

1. Split input into 2 regimes

2. if (sin.f64 x) < 1e-8

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(1 + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)\right)} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left({y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) + 1\right)} \]

      2. unpow2 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(\color{blue}{\left(y \cdot y\right)} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) + 1\right) \]

      3. associate-*l* N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(\color{blue}{y \cdot \left(y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)\right)} + 1\right) \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(y \cdot \color{blue}{\left(\left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) \cdot y\right)} + 1\right) \]

      5. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) \cdot y, 1\right)} \]

      6. *-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, \color{blue}{y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)}, 1\right) \]

      7. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, \color{blue}{y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)}, 1\right) \]

      8. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\left({y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right) + \frac{1}{6}\right)}, 1\right) \]

      9. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left({y}^{2}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right)}, 1\right) \]

      10. unpow2 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      11. lower-*.f64 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      12. +-commutative N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\frac{1}{5040} \cdot {y}^{2} + \frac{1}{120}}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      13. *-commutative N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{{y}^{2} \cdot \frac{1}{5040}} + \frac{1}{120}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      14. lower-fma.f64 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\mathsf{fma}\left({y}^{2}, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right)}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      15. unpow2 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      16. lower-*.f64 92.3

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   5. Applied rewrites 92.3%

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right)} \]

   6. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(1 + \frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right)\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]
   7. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \color{blue}{\left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2} + 1\right)}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      2. distribute-lft-in N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right) + x \cdot 1\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      3. *-rgt-identity N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right) + \color{blue}{x}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      4. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, \frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      5. *-commutative N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{-1}{6}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      6. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{-1}{6}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      7. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot \frac{-1}{6}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      8. lower-*.f64 68.0

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot -0.16666666666666666, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   8. Applied rewrites 68.0%

      \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   9. Taylor expanded in y around inf

      \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot \frac{-1}{6}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, {y}^{5} \cdot \color{blue}{\left(\frac{1}{5040} + \frac{1}{120} \cdot \frac{1}{{y}^{2}}\right)}, 1\right) \]
   10. Step-by-step derivation

   11. Applied rewrites 48.5%

       \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, \left(\left(y \cdot \left(y \cdot \left(y \cdot y\right)\right)\right) \cdot y\right) \cdot \color{blue}{\left(0.0001984126984126984 + \frac{0.008333333333333333}{y \cdot y}\right)}, 1\right) \]

   12. Taylor expanded in y around 0

       \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot \frac{-1}{6}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, \frac{1}{120} \cdot {y}^{\color{blue}{3}}, 1\right) \]
   13. Step-by-step derivation

   14. Applied rewrites 65.1%

       \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, 0.008333333333333333 \cdot \left(y \cdot \color{blue}{\left(y \cdot y\right)}\right), 1\right) \]

   if 1e-8 < (sin.f64 x)

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. lower-sin.f64 53.8

         \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]

   5. Applied rewrites 53.8%

      \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]

   6. Taylor expanded in x around 0

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

   8. Applied rewrites 12.5%

      \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666}, x\right) \]

   9. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto x \cdot \color{blue}{\left(1 + {x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right)\right)} \]

   11. Applied rewrites 24.5%

       \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{x \cdot \left(x \cdot \mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right)\right)}, x\right) \]
3. Recombined 2 regimes into one program.

4. Final simplification 54.8%

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\sin x \leq 10^{-8}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, -0.16666666666666666 \cdot \left(x \cdot x\right), x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, 0.008333333333333333 \cdot \left(y \cdot \left(y \cdot y\right)\right), 1\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \left(x \cdot \mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right)\right), x\right)\\ \end{array} \]
5. Add Preprocessing

Alternative 14: 92.4% accurate, 1.5× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} t_0 := \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y, y \cdot 0.008333333333333333, 0.16666666666666666\right), 1\right)\\ \mathbf{if}\;y \leq 0.185:\\ \;\;\;\;t\_0\\ \mathbf{elif}\;y \leq 1.7 \cdot 10^{+75}:\\ \;\;\;\;\frac{\sinh y}{y} \cdot \mathsf{fma}\left(-0.16666666666666666, x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;t\_0\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x y)
 :precision binary64
 (let* ((t_0
         (*
          (sin x)
          (fma
           (* y y)
           (fma y (* y 0.008333333333333333) 0.16666666666666666)
           1.0))))
   (if (<= y 0.185)
     t_0
     (if (<= y 1.7e+75)
       (* (/ (sinh y) y) (fma -0.16666666666666666 (* x (* x x)) x))
       t_0))))

C

double code(double x, double y) {
	double t_0 = sin(x) * fma((y * y), fma(y, (y * 0.008333333333333333), 0.16666666666666666), 1.0);
	double tmp;
	if (y <= 0.185) {
		tmp = t_0;
	} else if (y <= 1.7e+75) {
		tmp = (sinh(y) / y) * fma(-0.16666666666666666, (x * (x * x)), x);
	} else {
		tmp = t_0;
	}
	return tmp;
}

Julia

function code(x, y)
	t_0 = Float64(sin(x) * fma(Float64(y * y), fma(y, Float64(y * 0.008333333333333333), 0.16666666666666666), 1.0))
	tmp = 0.0
	if (y <= 0.185)
		tmp = t_0;
	elseif (y <= 1.7e+75)
		tmp = Float64(Float64(sinh(y) / y) * fma(-0.16666666666666666, Float64(x * Float64(x * x)), x));
	else
		tmp = t_0;
	end
	return tmp
end

Wolfram

code[x_, y_] := Block[{t$95$0 = N[(N[Sin[x], $MachinePrecision] * N[(N[(y * y), $MachinePrecision] * N[(y * N[(y * 0.008333333333333333), $MachinePrecision] + 0.16666666666666666), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]}, If[LessEqual[y, 0.185], t$95$0, If[LessEqual[y, 1.7e+75], N[(N[(N[Sinh[y], $MachinePrecision] / y), $MachinePrecision] * N[(-0.16666666666666666 * N[(x * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], t$95$0]]]

Derivation

1. Split input into 2 regimes

2. if y < 0.185 or 1.70000000000000006e75 < y

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(1 + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{120} \cdot {y}^{2}\right)\right)} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left({y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{120} \cdot {y}^{2}\right) + 1\right)} \]

      2. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left({y}^{2}, \frac{1}{6} + \frac{1}{120} \cdot {y}^{2}, 1\right)} \]

      3. unpow2 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{6} + \frac{1}{120} \cdot {y}^{2}, 1\right) \]

      4. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{6} + \frac{1}{120} \cdot {y}^{2}, 1\right) \]

      5. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\frac{1}{120} \cdot {y}^{2} + \frac{1}{6}}, 1\right) \]

      6. *-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{{y}^{2} \cdot \frac{1}{120}} + \frac{1}{6}, 1\right) \]

      7. unpow2 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\left(y \cdot y\right)} \cdot \frac{1}{120} + \frac{1}{6}, 1\right) \]

      8. associate-*l* N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{y \cdot \left(y \cdot \frac{1}{120}\right)} + \frac{1}{6}, 1\right) \]

      9. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, y \cdot \frac{1}{120}, \frac{1}{6}\right)}, 1\right) \]

      10. lower-*.f64 94.1

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y, \color{blue}{y \cdot 0.008333333333333333}, 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   5. Applied rewrites 94.1%

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y, y \cdot 0.008333333333333333, 0.16666666666666666\right), 1\right)} \]

   if 0.185 < y < 1.70000000000000006e75

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(1 + \frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right)\right)} \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \color{blue}{\left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2} + 1\right)}\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      2. distribute-lft-in N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right) + x \cdot 1\right)} \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      3. *-commutative N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \color{blue}{\left({x}^{2} \cdot \frac{-1}{6}\right)} + x \cdot 1\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      4. associate-*r* N/A

         \[\leadsto \left(\color{blue}{\left(x \cdot {x}^{2}\right) \cdot \frac{-1}{6}} + x \cdot 1\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      5. *-commutative N/A

         \[\leadsto \left(\color{blue}{\frac{-1}{6} \cdot \left(x \cdot {x}^{2}\right)} + x \cdot 1\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      6. *-rgt-identity N/A

         \[\leadsto \left(\frac{-1}{6} \cdot \left(x \cdot {x}^{2}\right) + \color{blue}{x}\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      7. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{-1}{6}, x \cdot {x}^{2}, x\right)} \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      8. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\frac{-1}{6}, \color{blue}{x \cdot {x}^{2}}, x\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      9. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\frac{-1}{6}, x \cdot \color{blue}{\left(x \cdot x\right)}, x\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

      10. lower-*.f64 73.3

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(-0.16666666666666666, x \cdot \color{blue}{\left(x \cdot x\right)}, x\right) \cdot \frac{\sinh y}{y} \]

   5. Applied rewrites 73.3%

      \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(-0.16666666666666666, x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right)} \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
3. Recombined 2 regimes into one program.

4. Final simplification 92.9%

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;y \leq 0.185:\\ \;\;\;\;\sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y, y \cdot 0.008333333333333333, 0.16666666666666666\right), 1\right)\\ \mathbf{elif}\;y \leq 1.7 \cdot 10^{+75}:\\ \;\;\;\;\frac{\sinh y}{y} \cdot \mathsf{fma}\left(-0.16666666666666666, x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y, y \cdot 0.008333333333333333, 0.16666666666666666\right), 1\right)\\ \end{array} \]
5. Add Preprocessing

Alternative 15: 91.1% accurate, 1.5× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} t_0 := \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y, y \cdot 0.008333333333333333, 0.16666666666666666\right), 1\right)\\ t_1 := y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right)\\ \mathbf{if}\;y \leq 1.35:\\ \;\;\;\;t\_0\\ \mathbf{elif}\;y \leq 1.7 \cdot 10^{+75}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, -0.16666666666666666 \cdot \left(x \cdot x\right), x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, \frac{y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, t\_1 \cdot t\_1, -0.027777777777777776\right)}{\mathsf{fma}\left(y, t\_1, -0.16666666666666666\right)}, 1\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;t\_0\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x y)
 :precision binary64
 (let* ((t_0
         (*
          (sin x)
          (fma
           (* y y)
           (fma y (* y 0.008333333333333333) 0.16666666666666666)
           1.0)))
        (t_1 (* y (fma (* y y) 0.0001984126984126984 0.008333333333333333))))
   (if (<= y 1.35)
     t_0
     (if (<= y 1.7e+75)
       (*
        (fma x (* -0.16666666666666666 (* x x)) x)
        (fma
         y
         (/
          (* y (fma (* y y) (* t_1 t_1) -0.027777777777777776))
          (fma y t_1 -0.16666666666666666))
         1.0))
       t_0))))

C

double code(double x, double y) {
	double t_0 = sin(x) * fma((y * y), fma(y, (y * 0.008333333333333333), 0.16666666666666666), 1.0);
	double t_1 = y * fma((y * y), 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333);
	double tmp;
	if (y <= 1.35) {
		tmp = t_0;
	} else if (y <= 1.7e+75) {
		tmp = fma(x, (-0.16666666666666666 * (x * x)), x) * fma(y, ((y * fma((y * y), (t_1 * t_1), -0.027777777777777776)) / fma(y, t_1, -0.16666666666666666)), 1.0);
	} else {
		tmp = t_0;
	}
	return tmp;
}

Julia

function code(x, y)
	t_0 = Float64(sin(x) * fma(Float64(y * y), fma(y, Float64(y * 0.008333333333333333), 0.16666666666666666), 1.0))
	t_1 = Float64(y * fma(Float64(y * y), 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333))
	tmp = 0.0
	if (y <= 1.35)
		tmp = t_0;
	elseif (y <= 1.7e+75)
		tmp = Float64(fma(x, Float64(-0.16666666666666666 * Float64(x * x)), x) * fma(y, Float64(Float64(y * fma(Float64(y * y), Float64(t_1 * t_1), -0.027777777777777776)) / fma(y, t_1, -0.16666666666666666)), 1.0));
	else
		tmp = t_0;
	end
	return tmp
end

Wolfram

code[x_, y_] := Block[{t$95$0 = N[(N[Sin[x], $MachinePrecision] * N[(N[(y * y), $MachinePrecision] * N[(y * N[(y * 0.008333333333333333), $MachinePrecision] + 0.16666666666666666), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]}, Block[{t$95$1 = N[(y * N[(N[(y * y), $MachinePrecision] * 0.0001984126984126984 + 0.008333333333333333), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]}, If[LessEqual[y, 1.35], t$95$0, If[LessEqual[y, 1.7e+75], N[(N[(x * N[(-0.16666666666666666 * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + x), $MachinePrecision] * N[(y * N[(N[(y * N[(N[(y * y), $MachinePrecision] * N[(t$95$1 * t$95$1), $MachinePrecision] + -0.027777777777777776), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / N[(y * t$95$1 + -0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], t$95$0]]]]

Derivation

1. Split input into 2 regimes

2. if y < 1.3500000000000001 or 1.70000000000000006e75 < y

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(1 + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{120} \cdot {y}^{2}\right)\right)} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left({y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{120} \cdot {y}^{2}\right) + 1\right)} \]

      2. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left({y}^{2}, \frac{1}{6} + \frac{1}{120} \cdot {y}^{2}, 1\right)} \]

      3. unpow2 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{6} + \frac{1}{120} \cdot {y}^{2}, 1\right) \]

      4. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{6} + \frac{1}{120} \cdot {y}^{2}, 1\right) \]

      5. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\frac{1}{120} \cdot {y}^{2} + \frac{1}{6}}, 1\right) \]

      6. *-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{{y}^{2} \cdot \frac{1}{120}} + \frac{1}{6}, 1\right) \]

      7. unpow2 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\left(y \cdot y\right)} \cdot \frac{1}{120} + \frac{1}{6}, 1\right) \]

      8. associate-*l* N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{y \cdot \left(y \cdot \frac{1}{120}\right)} + \frac{1}{6}, 1\right) \]

      9. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, y \cdot \frac{1}{120}, \frac{1}{6}\right)}, 1\right) \]

      10. lower-*.f64 94.1

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y, \color{blue}{y \cdot 0.008333333333333333}, 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   5. Applied rewrites 94.1%

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y, y \cdot 0.008333333333333333, 0.16666666666666666\right), 1\right)} \]

   if 1.3500000000000001 < y < 1.70000000000000006e75

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(1 + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)\right)} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left({y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) + 1\right)} \]

      2. unpow2 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(\color{blue}{\left(y \cdot y\right)} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) + 1\right) \]

      3. associate-*l* N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(\color{blue}{y \cdot \left(y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)\right)} + 1\right) \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(y \cdot \color{blue}{\left(\left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) \cdot y\right)} + 1\right) \]

      5. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) \cdot y, 1\right)} \]

      6. *-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, \color{blue}{y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)}, 1\right) \]

      7. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, \color{blue}{y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)}, 1\right) \]

      8. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\left({y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right) + \frac{1}{6}\right)}, 1\right) \]

      9. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left({y}^{2}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right)}, 1\right) \]

      10. unpow2 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      11. lower-*.f64 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      12. +-commutative N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\frac{1}{5040} \cdot {y}^{2} + \frac{1}{120}}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      13. *-commutative N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{{y}^{2} \cdot \frac{1}{5040}} + \frac{1}{120}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      14. lower-fma.f64 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\mathsf{fma}\left({y}^{2}, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right)}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      15. unpow2 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      16. lower-*.f64 28.3

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   5. Applied rewrites 28.3%

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right)} \]

   6. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(1 + \frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right)\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]
   7. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \color{blue}{\left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2} + 1\right)}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      2. distribute-lft-in N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right) + x \cdot 1\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      3. *-rgt-identity N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right) + \color{blue}{x}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      4. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, \frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      5. *-commutative N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{-1}{6}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      6. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{-1}{6}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      7. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot \frac{-1}{6}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      8. lower-*.f64 27.0

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot -0.16666666666666666, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   8. Applied rewrites 27.0%

      \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]
   9. Step-by-step derivation

   10. Applied rewrites 33.4%

       \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, \frac{\mathsf{fma}\left(y \cdot y, \left(y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right)\right) \cdot \left(y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right)\right), -0.027777777777777776\right) \cdot y}{\color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), -0.16666666666666666\right)}}, 1\right) \]
3. Recombined 2 regimes into one program.

4. Final simplification 90.5%

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;y \leq 1.35:\\ \;\;\;\;\sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y, y \cdot 0.008333333333333333, 0.16666666666666666\right), 1\right)\\ \mathbf{elif}\;y \leq 1.7 \cdot 10^{+75}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, -0.16666666666666666 \cdot \left(x \cdot x\right), x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, \frac{y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \left(y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right)\right) \cdot \left(y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right)\right), -0.027777777777777776\right)}{\mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), -0.16666666666666666\right)}, 1\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y, y \cdot 0.008333333333333333, 0.16666666666666666\right), 1\right)\\ \end{array} \]
5. Add Preprocessing

Alternative 16: 49.6% accurate, 1.6× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\sin x \leq 10^{-8}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, -0.16666666666666666 \cdot \left(x \cdot x\right), x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \left(x \cdot \mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right)\right), x\right)\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x y)
 :precision binary64
 (if (<= (sin x) 1e-8)
   (*
    (fma x (* -0.16666666666666666 (* x x)) x)
    (fma 0.16666666666666666 (* y y) 1.0))
   (fma
    x
    (* x (* x (fma x (* x 0.008333333333333333) -0.16666666666666666)))
    x)))

C

double code(double x, double y) {
	double tmp;
	if (sin(x) <= 1e-8) {
		tmp = fma(x, (-0.16666666666666666 * (x * x)), x) * fma(0.16666666666666666, (y * y), 1.0);
	} else {
		tmp = fma(x, (x * (x * fma(x, (x * 0.008333333333333333), -0.16666666666666666))), x);
	}
	return tmp;
}

Julia

function code(x, y)
	tmp = 0.0
	if (sin(x) <= 1e-8)
		tmp = Float64(fma(x, Float64(-0.16666666666666666 * Float64(x * x)), x) * fma(0.16666666666666666, Float64(y * y), 1.0));
	else
		tmp = fma(x, Float64(x * Float64(x * fma(x, Float64(x * 0.008333333333333333), -0.16666666666666666))), x);
	end
	return tmp
end

Wolfram

code[x_, y_] := If[LessEqual[N[Sin[x], $MachinePrecision], 1e-8], N[(N[(x * N[(-0.16666666666666666 * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + x), $MachinePrecision] * N[(0.16666666666666666 * N[(y * y), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(x * N[(x * N[(x * N[(x * N[(x * 0.008333333333333333), $MachinePrecision] + -0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + x), $MachinePrecision]]

Derivation

1. Split input into 2 regimes

2. if (sin.f64 x) < 1e-8

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(1 + \frac{1}{6} \cdot {y}^{2}\right)} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(\frac{1}{6} \cdot {y}^{2} + 1\right)} \]

      2. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, {y}^{2}, 1\right)} \]

      3. unpow2 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, \color{blue}{y \cdot y}, 1\right) \]

      4. lower-*.f64 75.6

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, \color{blue}{y \cdot y}, 1\right) \]

   5. Applied rewrites 75.6%

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right)} \]

   6. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(1 + \frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right)\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]
   7. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \color{blue}{\left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2} + 1\right)}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      2. distribute-lft-in N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right) + x \cdot 1\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      3. *-rgt-identity N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right) + \color{blue}{x}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      4. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, \frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      5. *-commutative N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{-1}{6}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      6. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{-1}{6}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      7. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot \frac{-1}{6}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      8. lower-*.f64 55.2

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot -0.16666666666666666, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right) \]

   8. Applied rewrites 55.2%

      \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right) \]

   if 1e-8 < (sin.f64 x)

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. lower-sin.f64 53.8

         \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]

   5. Applied rewrites 53.8%

      \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]

   6. Taylor expanded in x around 0

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

   8. Applied rewrites 12.5%

      \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666}, x\right) \]

   9. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto x \cdot \color{blue}{\left(1 + {x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right)\right)} \]

   11. Applied rewrites 24.5%

       \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{x \cdot \left(x \cdot \mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right)\right)}, x\right) \]
3. Recombined 2 regimes into one program.

4. Final simplification 47.4%

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\sin x \leq 10^{-8}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, -0.16666666666666666 \cdot \left(x \cdot x\right), x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \left(x \cdot \mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right)\right), x\right)\\ \end{array} \]
5. Add Preprocessing

Alternative 17: 35.1% accurate, 1.6× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\sin x \leq 10^{-8}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, -0.16666666666666666 \cdot \left(x \cdot x\right), x\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;0.008333333333333333 \cdot \left(x \cdot \left(x \cdot \left(x \cdot \left(x \cdot x\right)\right)\right)\right)\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x y)
 :precision binary64
 (if (<= (sin x) 1e-8)
   (fma x (* -0.16666666666666666 (* x x)) x)
   (* 0.008333333333333333 (* x (* x (* x (* x x)))))))

C

double code(double x, double y) {
	double tmp;
	if (sin(x) <= 1e-8) {
		tmp = fma(x, (-0.16666666666666666 * (x * x)), x);
	} else {
		tmp = 0.008333333333333333 * (x * (x * (x * (x * x))));
	}
	return tmp;
}

Julia

function code(x, y)
	tmp = 0.0
	if (sin(x) <= 1e-8)
		tmp = fma(x, Float64(-0.16666666666666666 * Float64(x * x)), x);
	else
		tmp = Float64(0.008333333333333333 * Float64(x * Float64(x * Float64(x * Float64(x * x)))));
	end
	return tmp
end

Wolfram

code[x_, y_] := If[LessEqual[N[Sin[x], $MachinePrecision], 1e-8], N[(x * N[(-0.16666666666666666 * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + x), $MachinePrecision], N[(0.008333333333333333 * N[(x * N[(x * N[(x * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]

Derivation

1. Split input into 2 regimes

2. if (sin.f64 x) < 1e-8

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. lower-sin.f64 53.4

         \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]

   5. Applied rewrites 53.4%

      \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]

   6. Taylor expanded in x around 0

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

   8. Applied rewrites 39.0%

      \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666}, x\right) \]

   if 1e-8 < (sin.f64 x)

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. lower-sin.f64 53.8

         \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]

   5. Applied rewrites 53.8%

      \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]

   6. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto x \cdot \color{blue}{\left(1 + {x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right)\right)} \]
   7. Step-by-step derivation

   8. Applied rewrites 24.5%

      \[\leadsto \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right), \color{blue}{x \cdot \left(x \cdot x\right)}, x\right) \]

   9. Taylor expanded in x around inf

      \[\leadsto \frac{1}{120} \cdot {x}^{\color{blue}{5}} \]
   10. Step-by-step derivation

   11. Applied rewrites 24.5%

       \[\leadsto 0.008333333333333333 \cdot \left(\left(x \cdot \left(x \cdot \left(x \cdot x\right)\right)\right) \cdot \color{blue}{x}\right) \]
3. Recombined 2 regimes into one program.

4. Final simplification 35.3%

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;\sin x \leq 10^{-8}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, -0.16666666666666666 \cdot \left(x \cdot x\right), x\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;0.008333333333333333 \cdot \left(x \cdot \left(x \cdot \left(x \cdot \left(x \cdot x\right)\right)\right)\right)\\ \end{array} \]
5. Add Preprocessing

Alternative 18: 83.3% accurate, 1.7× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} t_0 := \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right)\\ \mathbf{if}\;y \leq 0.029:\\ \;\;\;\;t\_0\\ \mathbf{elif}\;y \leq 1.35 \cdot 10^{+154}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x \cdot x, \mathsf{fma}\left(x \cdot x, -0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), -0.16666666666666666\right), x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;t\_0\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x y)
 :precision binary64
 (let* ((t_0 (* (sin x) (fma 0.16666666666666666 (* y y) 1.0))))
   (if (<= y 0.029)
     t_0
     (if (<= y 1.35e+154)
       (*
        (fma
         (* y y)
         (fma
          y
          (* y (fma (* y y) 0.0001984126984126984 0.008333333333333333))
          0.16666666666666666)
         1.0)
        (fma
         (fma
          (* x x)
          (fma (* x x) -0.0001984126984126984 0.008333333333333333)
          -0.16666666666666666)
         (* x (* x x))
         x))
       t_0))))

C

double code(double x, double y) {
	double t_0 = sin(x) * fma(0.16666666666666666, (y * y), 1.0);
	double tmp;
	if (y <= 0.029) {
		tmp = t_0;
	} else if (y <= 1.35e+154) {
		tmp = fma((y * y), fma(y, (y * fma((y * y), 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333)), 0.16666666666666666), 1.0) * fma(fma((x * x), fma((x * x), -0.0001984126984126984, 0.008333333333333333), -0.16666666666666666), (x * (x * x)), x);
	} else {
		tmp = t_0;
	}
	return tmp;
}

Julia

function code(x, y)
	t_0 = Float64(sin(x) * fma(0.16666666666666666, Float64(y * y), 1.0))
	tmp = 0.0
	if (y <= 0.029)
		tmp = t_0;
	elseif (y <= 1.35e+154)
		tmp = Float64(fma(Float64(y * y), fma(y, Float64(y * fma(Float64(y * y), 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333)), 0.16666666666666666), 1.0) * fma(fma(Float64(x * x), fma(Float64(x * x), -0.0001984126984126984, 0.008333333333333333), -0.16666666666666666), Float64(x * Float64(x * x)), x));
	else
		tmp = t_0;
	end
	return tmp
end

Wolfram

code[x_, y_] := Block[{t$95$0 = N[(N[Sin[x], $MachinePrecision] * N[(0.16666666666666666 * N[(y * y), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]}, If[LessEqual[y, 0.029], t$95$0, If[LessEqual[y, 1.35e+154], N[(N[(N[(y * y), $MachinePrecision] * N[(y * N[(y * N[(N[(y * y), $MachinePrecision] * 0.0001984126984126984 + 0.008333333333333333), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + 0.16666666666666666), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision] * N[(N[(N[(x * x), $MachinePrecision] * N[(N[(x * x), $MachinePrecision] * -0.0001984126984126984 + 0.008333333333333333), $MachinePrecision] + -0.16666666666666666), $MachinePrecision] * N[(x * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], t$95$0]]]

Derivation

1. Split input into 2 regimes

2. if y < 0.0290000000000000015 or 1.35000000000000003e154 < y

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(1 + \frac{1}{6} \cdot {y}^{2}\right)} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(\frac{1}{6} \cdot {y}^{2} + 1\right)} \]

      2. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, {y}^{2}, 1\right)} \]

      3. unpow2 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, \color{blue}{y \cdot y}, 1\right) \]

      4. lower-*.f64 89.0

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, \color{blue}{y \cdot y}, 1\right) \]

   5. Applied rewrites 89.0%

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right)} \]

   if 0.0290000000000000015 < y < 1.35000000000000003e154

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(1 + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)\right)} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left({y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) + 1\right)} \]

      2. unpow2 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(\color{blue}{\left(y \cdot y\right)} \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) + 1\right) \]

      3. associate-*l* N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(\color{blue}{y \cdot \left(y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)\right)} + 1\right) \]

      4. *-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \left(y \cdot \color{blue}{\left(\left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) \cdot y\right)} + 1\right) \]

      5. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right) \cdot y, 1\right)} \]

      6. *-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, \color{blue}{y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)}, 1\right) \]

      7. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, \color{blue}{y \cdot \left(\frac{1}{6} + {y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right)\right)}, 1\right) \]

      8. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\left({y}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}\right) + \frac{1}{6}\right)}, 1\right) \]

      9. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left({y}^{2}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right)}, 1\right) \]

      10. unpow2 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      11. lower-*.f64 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{120} + \frac{1}{5040} \cdot {y}^{2}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      12. +-commutative N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\frac{1}{5040} \cdot {y}^{2} + \frac{1}{120}}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      13. *-commutative N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{{y}^{2} \cdot \frac{1}{5040}} + \frac{1}{120}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      14. lower-fma.f64 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \color{blue}{\mathsf{fma}\left({y}^{2}, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right)}, \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      15. unpow2 N/A

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      16. lower-*.f64 71.7

          \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(\color{blue}{y \cdot y}, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   5. Applied rewrites 71.7%

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right)} \]

   6. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(1 + \frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right)\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]
   7. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \color{blue}{\left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2} + 1\right)}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      2. distribute-lft-in N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right) + x \cdot 1\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      3. *-rgt-identity N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right) + \color{blue}{x}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      4. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, \frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      5. *-commutative N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{-1}{6}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      6. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{-1}{6}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      7. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot \frac{-1}{6}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \]

      8. lower-*.f64 55.4

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot -0.16666666666666666, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]

   8. Applied rewrites 55.4%

      \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \]
   9. Step-by-step derivation

      1. lift-*.f64 N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot \frac{-1}{6}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right)} \]

      2. *-commutative N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \cdot \mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot \frac{-1}{6}, x\right)} \]

      3. lower-*.f64 55.4

         \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \cdot \mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666, x\right)} \]

   10. Applied rewrites 55.4%

       \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \cdot \mathsf{fma}\left(x, x \cdot \left(x \cdot -0.16666666666666666\right), x\right)} \]

   11. Taylor expanded in x around 0

       \[\leadsto \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \cdot \color{blue}{\left(x \cdot \left(1 + {x}^{2} \cdot \left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right) - \frac{1}{6}\right)\right)\right)} \]
   12. Step-by-step derivation

       1. +-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \cdot \left(x \cdot \color{blue}{\left({x}^{2} \cdot \left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right) - \frac{1}{6}\right) + 1\right)}\right) \]

       2. distribute-rgt-in N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \cdot \color{blue}{\left(\left({x}^{2} \cdot \left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right) - \frac{1}{6}\right)\right) \cdot x + 1 \cdot x\right)} \]

       3. *-commutative N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \cdot \left(\color{blue}{\left(\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right) - \frac{1}{6}\right) \cdot {x}^{2}\right)} \cdot x + 1 \cdot x\right) \]

       4. associate-*l* N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \cdot \left(\color{blue}{\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right) - \frac{1}{6}\right) \cdot \left({x}^{2} \cdot x\right)} + 1 \cdot x\right) \]

       5. unpow2 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \cdot \left(\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right) - \frac{1}{6}\right) \cdot \left(\color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot x\right) + 1 \cdot x\right) \]

       6. unpow3 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \cdot \left(\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right) - \frac{1}{6}\right) \cdot \color{blue}{{x}^{3}} + 1 \cdot x\right) \]

       7. *-lft-identity N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \cdot \left(\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right) - \frac{1}{6}\right) \cdot {x}^{3} + \color{blue}{x}\right) \]

       8. lower-fma.f64 N/A

          \[\leadsto \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \frac{1}{5040}, \frac{1}{120}\right), \frac{1}{6}\right), 1\right) \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left({x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} + \frac{-1}{5040} \cdot {x}^{2}\right) - \frac{1}{6}, {x}^{3}, x\right)} \]

   13. Applied rewrites 55.5%

       \[\leadsto \mathsf{fma}\left(y \cdot y, \mathsf{fma}\left(y, y \cdot \mathsf{fma}\left(y \cdot y, 0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), 0.16666666666666666\right), 1\right) \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x \cdot x, \mathsf{fma}\left(x \cdot x, -0.0001984126984126984, 0.008333333333333333\right), -0.16666666666666666\right), x \cdot \left(x \cdot x\right), x\right)} \]
3. Recombined 2 regimes into one program.
4. Add Preprocessing

Alternative 19: 42.8% accurate, 5.7× speedup

Math

\[\begin{array}{l} \\ \begin{array}{l} \mathbf{if}\;y \leq 1.65 \cdot 10^{+146}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \left(x \cdot \mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right)\right), x\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, -0.16666666666666666 \cdot \left(x \cdot x\right), x\right) \cdot \left(\left(y \cdot y\right) \cdot 0.16666666666666666\right)\\ \end{array} \end{array} \]

FPCore

(FPCore (x y)
 :precision binary64
 (if (<= y 1.65e+146)
   (fma
    x
    (* x (* x (fma x (* x 0.008333333333333333) -0.16666666666666666)))
    x)
   (*
    (fma x (* -0.16666666666666666 (* x x)) x)
    (* (* y y) 0.16666666666666666))))

C

double code(double x, double y) {
	double tmp;
	if (y <= 1.65e+146) {
		tmp = fma(x, (x * (x * fma(x, (x * 0.008333333333333333), -0.16666666666666666))), x);
	} else {
		tmp = fma(x, (-0.16666666666666666 * (x * x)), x) * ((y * y) * 0.16666666666666666);
	}
	return tmp;
}

Julia

function code(x, y)
	tmp = 0.0
	if (y <= 1.65e+146)
		tmp = fma(x, Float64(x * Float64(x * fma(x, Float64(x * 0.008333333333333333), -0.16666666666666666))), x);
	else
		tmp = Float64(fma(x, Float64(-0.16666666666666666 * Float64(x * x)), x) * Float64(Float64(y * y) * 0.16666666666666666));
	end
	return tmp
end

Wolfram

code[x_, y_] := If[LessEqual[y, 1.65e+146], N[(x * N[(x * N[(x * N[(x * N[(x * 0.008333333333333333), $MachinePrecision] + -0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + x), $MachinePrecision], N[(N[(x * N[(-0.16666666666666666 * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + x), $MachinePrecision] * N[(N[(y * y), $MachinePrecision] * 0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]

Derivation

1. Split input into 2 regimes

2. if y < 1.65000000000000008e146

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. lower-sin.f64 60.2

         \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]

   5. Applied rewrites 60.2%

      \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]

   6. Taylor expanded in x around 0

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

   8. Applied rewrites 34.5%

      \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666}, x\right) \]

   9. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto x \cdot \color{blue}{\left(1 + {x}^{2} \cdot \left(\frac{1}{120} \cdot {x}^{2} - \frac{1}{6}\right)\right)} \]

   11. Applied rewrites 40.3%

       \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{x \cdot \left(x \cdot \mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right)\right)}, x\right) \]

   if 1.65000000000000008e146 < y

   1. Initial program 100.0%

      \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
   2. Add Preprocessing

   3. Taylor expanded in y around 0

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(1 + \frac{1}{6} \cdot {y}^{2}\right)} \]
   4. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\left(\frac{1}{6} \cdot {y}^{2} + 1\right)} \]

      2. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, {y}^{2}, 1\right)} \]

      3. unpow2 N/A

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, \color{blue}{y \cdot y}, 1\right) \]

      4. lower-*.f64 87.5

         \[\leadsto \sin x \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, \color{blue}{y \cdot y}, 1\right) \]

   5. Applied rewrites 87.5%

      \[\leadsto \sin x \cdot \color{blue}{\mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right)} \]

   6. Taylor expanded in x around 0

      \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(1 + \frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right)\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]
   7. Step-by-step derivation

      1. +-commutative N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \color{blue}{\left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2} + 1\right)}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      2. distribute-lft-in N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\left(x \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right) + x \cdot 1\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      3. *-rgt-identity N/A

         \[\leadsto \left(x \cdot \left(\frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}\right) + \color{blue}{x}\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      4. lower-fma.f64 N/A

         \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, \frac{-1}{6} \cdot {x}^{2}, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      5. *-commutative N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{-1}{6}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      6. lower-*.f64 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{{x}^{2} \cdot \frac{-1}{6}}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      7. unpow2 N/A

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot \frac{-1}{6}, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(\frac{1}{6}, y \cdot y, 1\right) \]

      8. lower-*.f64 73.8

         \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right)} \cdot -0.16666666666666666, x\right) \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right) \]

   8. Applied rewrites 73.8%

      \[\leadsto \color{blue}{\mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666, x\right)} \cdot \mathsf{fma}\left(0.16666666666666666, y \cdot y, 1\right) \]

   9. Taylor expanded in y around inf

      \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot \frac{-1}{6}, x\right) \cdot \left(\frac{1}{6} \cdot \color{blue}{{y}^{2}}\right) \]
   10. Step-by-step derivation

   11. Applied rewrites 73.8%

       \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666, x\right) \cdot \left(0.16666666666666666 \cdot \color{blue}{\left(y \cdot y\right)}\right) \]
3. Recombined 2 regimes into one program.

4. Final simplification 44.2%

   \[\leadsto \begin{array}{l} \mathbf{if}\;y \leq 1.65 \cdot 10^{+146}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \left(x \cdot \mathsf{fma}\left(x, x \cdot 0.008333333333333333, -0.16666666666666666\right)\right), x\right)\\ \mathbf{else}:\\ \;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, -0.16666666666666666 \cdot \left(x \cdot x\right), x\right) \cdot \left(\left(y \cdot y\right) \cdot 0.16666666666666666\right)\\ \end{array} \]
5. Add Preprocessing

Alternative 20: 34.5% accurate, 12.8× speedup

Math

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

FPCore

(FPCore (x y) :precision binary64 (fma x (* -0.16666666666666666 (* x x)) x))

C

double code(double x, double y) {
	return fma(x, (-0.16666666666666666 * (x * x)), x);
}

Julia

function code(x, y)
	return fma(x, Float64(-0.16666666666666666 * Float64(x * x)), x)
end

Wolfram

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

Derivation

1. Initial program 100.0%

   \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
2. Add Preprocessing

3. Taylor expanded in y around 0

   \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]
4. Step-by-step derivation

   1. lower-sin.f64 53.5

      \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]

5. Applied rewrites 53.5%

   \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]

6. Taylor expanded in x around 0

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

8. Applied rewrites 32.3%

   \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666}, x\right) \]

9. Final simplification 32.3%

   \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, -0.16666666666666666 \cdot \left(x \cdot x\right), x\right) \]
10. Add Preprocessing

Alternative 21: 10.4% accurate, 13.6× speedup

Math

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

FPCore

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

C

double code(double x, double y) {
	return x * (x * (x * -0.16666666666666666));
}

Fortran

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

Java

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

Python

def code(x, y):
	return x * (x * (x * -0.16666666666666666))

Julia

function code(x, y)
	return Float64(x * Float64(x * Float64(x * -0.16666666666666666)))
end

MATLAB

function tmp = code(x, y)
	tmp = x * (x * (x * -0.16666666666666666));
end

Wolfram

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

Derivation

1. Initial program 100.0%

   \[\sin x \cdot \frac{\sinh y}{y} \]
2. Add Preprocessing

3. Taylor expanded in y around 0

   \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]
4. Step-by-step derivation

   1. lower-sin.f64 53.5

      \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]

5. Applied rewrites 53.5%

   \[\leadsto \color{blue}{\sin x} \]

6. Taylor expanded in x around 0

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

8. Applied rewrites 32.3%

   \[\leadsto \mathsf{fma}\left(x, \color{blue}{\left(x \cdot x\right) \cdot -0.16666666666666666}, x\right) \]

9. Taylor expanded in x around inf

   \[\leadsto \frac{-1}{6} \cdot {x}^{\color{blue}{3}} \]
10. Step-by-step derivation

11. Applied rewrites 8.6%

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

13. Applied rewrites 8.6%

    \[\leadsto x \cdot \left(\left(x \cdot -0.16666666666666666\right) \cdot x\right) \]

14. Final simplification 8.6%

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

Reproduce

herbie shell --seed 2024221 
(FPCore (x y)
  :name "Linear.Quaternion:$ccos from linear-1.19.1.3"
  :precision binary64
  (* (sin x) (/ (sinh y) y)))