Gọi `s` là tổng quãng đường.

Thời gian đi `\frac{1}{3}` quãng đường đầu:

`t_1 = \frac{\frac{1}{3}s}{10} = \frac{s}{30}`

Thời gian đi `\frac{2}{3}` quãng đường còn lại với vận tốc `v_2`:

`t_2 = \frac{\frac{2}{3}s}{v_2} = \frac{2s}{3v_2}`

Vận tốc trung bình:

`v_{tb} = \frac{s}{t_1 + t_2} = \frac{s}{\frac{s}{30} + \frac{2s}{3v_2}} = \frac{1}{\frac{1}{30} + \frac{2}{3v_2}} = 15`

`\Rightarrow \frac{1}{30} + \frac{2}{3v_2} = \frac{1}{15}`

`\Rightarrow \frac{2}{3v_2} = \frac{1}{15} - \frac{1}{30} = \frac{1}{30}`

`\Rightarrow 3v_2 = 60 => v_2 = 20\text{ km/h}`