Что-то вы усложняете не очень сложную задачу.
От 1-го до 150-го км (включительно) скорость машины была

км/час. Каждый километр машина проходила за

часа. Общее время, затраченное на 150 км

часов.
От 151-го до 300-го км (включительно) скорость была

км/час. Каждый километр машина проходила медленнее на 24 сек. или на 1/150 часа, т.е. за

часа. Соответственно, общее время в пути на этом отрезке

часов.
Отсюда общее уравнение:

, т.е.

часа. А

км/час.
Если бы на второй половине пути движение было не равномерное, а равнозамедленное, т.е. каждый последующий километр машина проходила на 1/150 часа медленнее, чем предыдущий, то общее время замедления составило бы 1/150, умноженную на сумму целых чисел от 1 до 150 (по числу километров пути), т.е. 1/150 (1+150) (150/2) =151/2 =75,5 часов. И в 4 часа на все 300 км никак не уложиться.