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④のdidは代動詞でしょうけども、didで受けられる一般動詞がdidより前に無いからダメです。wasはbe動詞だし、solvingは動名詞ですから、どちらもdidで受けられない。
②③は簡単に言うと、「時制がない表現だからダメ」ということです。
この文は、正答の①が「思っていた（大過去）より難しかった（過去）」となるように
時制の差がポイントになるのです。
① Solving the problem was more diffciult than we had thought
had thoughtの後ろの省略を補うと
だいたい↓のようなかんじ
Solving the problem was more diffciult than we had thought (that solving the problem might be diffciult)
カッチリと完全にハマるわけではありませんが、
だいたいこんな感じで、thanより前とおんなじような内容がそのまま入るんです。
ってことは
この①の文は何を比較しているかというと
事前に考えていた（大過去）難しさ
と
実際にそうだった（過去）難しさ
となるわけで、時系列を明確にすることが求められると思います。
②③のthinkingやthoughtsはどちらも名詞ですから
この形では時系列が明確にならないし
②なんかは、
solving the problemとour thinkingを比較してるみたいにも読めちゃいます
その問題を解くことと、
私たちが思考という行為をすること
どっちが難しいか みたいな
とても丁寧に教えてくださり、ありがとうございました！！助かりました！！！