Kvadratna jednadžba x2+(1−m)x+m+1=0 će imati dva različita realna rješenja ako je njena diskriminanta pozitivna, tj. ako vrijedi
D=(1−m)2−4(m+1)=m2−6m−3>0.
Rješavanjem gornje kvadratne nejednadžbe dobivamo da mora biti
m∈(−∞,3−23)∪(3+23,+∞).
Rješenja početne kvadratne jednadžbe x2+(1−m)x+m+1=0 su
x1=2m−1+m2−6m−3
i
x2=2m−1−m2−6m−3.
Direktnom provjerom vidimo da je x1>x2 pa da bi vrijedio drugi uvjet zadatka mora biti x1<2x2.
Uvrštavanjem gornjih formula za rješenja kvadratne jednadžbe redom imamo
2m−1+m2−6m−3<2⋅2m−1−m2−6m−3,
m−1+m2−6m−3<2m−2−2m2−6m−3,
3m2−6m−3<m−1.
Budući da je m2−6m−3≥0 iz gornje nejednakosti slijedi da nužno mora biti m>1.
Nadalje, kvadriranjem prethodne nejednakosti redom imamo
9(m2−6m−3)<(m−1)2,
8m2−52m−28<0,
2m2−13m−7<0.
Rješavanjem gornje kvadratne nejednadžbe dobivamo da mora biti
m∈(−21,7).
Konačno, kombiniranjem svih uvjeta koje smo prethodno dobili za parametar m, dobivamo da za sve m∈(3+23,7) vrijede uvjeti zadatka.