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De acuerdo con el Diccionario panhispánico de dudas, sobremanera significa ‘en extremo, muchísimo’ y es incorrecto su uso con preposición antepuesta. Además, tanto esta obra como la Ortografía de la lengua española señalan que la grafía mayoritaria y preferible es sobremanera y se desaconseja, por tanto, la escritura en dos palabras (sobre manera).

Veámoslo con unos ejemplos:

Uso inadecuado:
El incremento de la delincuencia preocupa en sobremanera.
Uso adecuado:
El incremento de la delincuencia preocupa sobremanera.

Uso inadecuado:
El último premio que recibió destaca sobre manera en su palmarés.
Uso adecuado:
El último premio que recibió destaca sobremanera en su palmarés.