Ответ:

Пусть расстояние между городами равно \(S\) км. Тогда весь путь — \(2S\) км.

Время полёта туда: \(\frac{S}{600}\) ч, обратно: \(\frac{S}{900}\) ч. Всё время: \(\frac{S}{600}+\frac{S}{900}=\frac{S}{360}\) ч.

Средняя скорость равна отношению всего пути ко всему времени: \(v_{\text{ср}}=\frac{2S}{S/360}=720\) км/ч.

Ответ: 720 км/ч.