Ответ:

За первый участок поезд прошёл \(40x\) км, за второй — \(60y\) км. Общее расстояние равно \(40x+60y\), а общее время — \(x+y\). Средняя скорость равна общему расстоянию, делённому на общее время:

\(v_{\text{ср}}=\dfrac{40x+60y}{x+y}\) км/ч, где \(x+y>0\).

Ответ: \(\dfrac{40x+60y}{x+y}\) км/ч.