So, ich hab mir mal Mühe gemacht

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Ihr macht alle den Denkfehler, dass es bei der Berechung der Durchschnittsgeschwindigkeit nicht auf die mit einer bestimmten Geschwindigkeit zurückgelegte Strecke ankommt, sondern auf den Zeitraum, in dem mit dieser Geschwindigkeit gefahren worden ist.
Geschwindigkeit vr für den Rückweg = 10 km/h
Geschwindigkeit vh für den Hinweg sei = x*10 km/h
Zeit tr, die für den Rückweg s benötigt wird = s/vr = s/(10 km/h)
Zeit th, die für den Hinweg s benötigt wird = s/vh = s/(x*10 km/h)
tr/th = [s/(10 km/h)]/[s/x*10 km/h] = x
=> tr = x*th
Also ist die Durchschnittsgeschwindigkeit v = [10 km/h + x*10 km/h]/[x + 1]
Wie man sieht kann das nie gleich 20 km/h werden, es sei denn man setzt für x was Negatives ein^^
Es vl ein bisschen kompliziert, daher erklär ich es auch noch mal anders:
Jack braucht doch für den Rückweg schon genauso lange wie Sandy für die komplette Strecke. Da kann er auf dem Hinweg so schnell fahren wie er will, er wird immer nach Sandy im Ziel sein.