Пусть скорость первого автомобиля равна \( v \) км/ч, а расстояние между городами \( S \).
Первый автомобиль проедет весь путь с постоянной скоростью \( v \), поэтому время, которое он потратит на путь, можно записать как:
\[ t_1 = \frac{S}{v} \]
Второй автомобиль проезжает первую половину пути (то есть \( \frac{S}{2} \)) со скоростью 20 км/ч, а вторую половину со скоростью \( v + 6 \) км/ч.
Время, затраченное вторым автомобилем на первую половину пути:
\[ t_{2,1} = \frac{\frac{S}{2}}{20} = \frac{S}{40} \]
Время, затраченное вторым автомобилем на вторую половину пути:
\[ t_{2,2} = \frac{\frac{S}{2}}{v + 6} = \frac{S}{2(v + 6)} \]
Общее время для второго автомобиля:
\[ t_2 = t_{2,1} + t_{2,2} = \frac{S}{40} + \frac{S}{2(v + 6)} \]
Так как оба автомобиля прибыли одновременно, то \( t_1 = t_2 \). Запишем это уравнение:
\[ \frac{S}{v} = \frac{S}{40} + \frac{S}{2(v + 6)} \]
Упростим уравнение, сократив \( S \) (при \( S \neq 0 \)):
\[ \frac{1}{v} = \frac{1}{40} + \frac{1}{2(v + 6)} \]
Умножим уравнение на \( 40v(v + 6) \) для избавления от дробей:
\[ 40(v + 6) = 40v + 20v(v + 6) \]
Распределим переменные:
\[ 40v + 240 = 40v + 20v^2 + 120v \]
Сократим \( 40v \) с обеих сторон:
\[ 240 = 20v^2 + 120v \]
Преобразуем уравнение:
\[ 20v^2 + 120v - 240 = 0 \]
Разделим уравнение на 20:
\[ v^2 + 6v - 12 = 0 \]
Теперь применим дискриминант:
\[ D = b^2 - 4ac = 6^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-12) = 36 + 48 = 84 \]
Теперь найдем корни уравнения:
\[ v = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{-6 \pm \sqrt{84}}{2} \]
Упрощая, мы имеем:
\[ \sqrt{84} = \sqrt{4 \cdot 21} = 2\sqrt{21} \]
Так что:
\[ v = \frac{-6 \pm 2\sqrt{21}}{2} = -3 \pm \sqrt{21} \]
Мы выбираем положительное значение (так как скорость не может быть отрицательной):
\[ v = -3 + \sqrt{21} \]
Приблизительное значение:
\(\sqrt{21} \approx 4.58\), тогда:
\[ v \approx -3 + 4.58 \approx 1.58 \text{ км/ч} \]
Скорость первого автомобиля будет:
\[ \boxed{1.58} \text{ км/ч} \]
