Пусть расстояние между городами А и В равно S км.
Автобус до встречи с машиной проехал расстояние 40 * 0,25 = 10 км.
Время, за которое машина доехала от места встречи до города А = (S - 10) ∶ 50 ч.
Через 15 минут машина выехала обратно, и автобус находился на расстоянии S - 20 км от города А.
Автобус до этого момента был в пути (S - 20) ∶ 40 ч.
Автомобиль и автобус были в пути одинаковое время, то есть:
$$\frac{S-10}{50} + \frac{15}{60} = \frac{S-20}{40}$$
$$ \frac{S-10}{50} + \frac{1}{4} = \frac{S-20}{40}$$
Приведем уравнение к общему знаменателю.
$$\frac{4(S-10) + 50}{200} = \frac{5(S-20)}{200}$$
$$ 4(S-10) + 50 = 5(S-20)$$
$$ 4S - 40 + 50 = 5S - 100$$
$$ S = 110$$
Ответ: 110 км.