Ta gọi thời gian và quãng đường đi với $v_1,\ v_2,\ v_3$ thứ tự là $t_1,\ t_2,\ t_3$ và $S_1,\ S_2,\ S_3$.
Theo giả thiết: $t_2 = 2.t_3$ và $2.S_1 = S_{23}$
Vận tốc trung bình trên hai quãng đường sau là:
$v_{23} = \frac{S_2 + S_3}{t_2 + t_3} = \frac{v_2.t_2 + v_3.t_3}{t_2 + t_3} = \frac{2.v_2.t_3 + v_3.t_3}{2.t_3 + t_3} = \frac{(2.v_2 + v_3).t_3}{3.t_3} = \frac{2.v_2 + v_3}{3}$ (1)
Vận tốc trung bình trên cả quãng đường:
$v_{tb} = \frac{S_1 + S_{23}}{t_1 + t_{23}} = \frac{S_1 + S_{23}}{\frac{S_1}{v_1} + \frac{S_{23}}{v_{23}}} = \frac{S_1 + 2.S_1}{\frac{S_1}{v_1} + \frac{2.S_1}{v_{23}}} = \frac{3.S_1}{S_1. \left( \frac{1}{v_1} + \frac{2}{v_{23}} \right)} = \frac{3}{\frac{1}{v_1} + \frac{2}{v_{23}}}$ (2)
Thay (1) vào (2) ta được: $v_{tb} = \frac{3}{\frac{1}{v_1} + \frac{2}{\frac{2.v_2 + v_3}{3}}} = \frac{3}{\frac{1}{v_1} + \frac{6}{2.v_2 + v_3}}$