Ich hab den Beginn der Reise mal in einem s(t)-Diagramm veranschaulicht:
Die grün-gestrichelten Linien sind die ersten zwei Streckenpunkte, an denen das Rad gewechselt wird. Olga (rot) wandert zum ersten Wechselpunkt und radelt dann weiter. Oleg (blau) radelt dorthin und wandert dann weiter. Er sollte nicht vor Olga am zweiten Streckenpunkt sein, denn sonst muss er auf das Rad warten. Die steileren Rad-Stücke sind in der Praxis wegen der Ermüdung leicht abfallende Kurven, aber wenn die Etappe nur wenige Minuten dauert, kann man das erst mal vernachlässigen.
Der Trick besteht nun darin, den Schnittpunkt, an dem Olga überholt, als weiteren Wechselpunkt zu definieren (mit der Option, dass nicht gewechselt wird). Dann haben wir ein rot-blaues Viereck, und beide kommen gleichzeitig an. Die ganze Reise wird dann aus mehreren solchen Vierecken bestehen, wobei man an jedem Schnittpunkt neu entscheiden kann, wer das Rad bekommt. Mit Ermüdung wird ein Wechsel immer sinnvoll sein, damit man wieder mit Vollgas losradeln kann. Ansonsten bleibt die Gesamtzeit dieselbe, egal wer von beiden zuerst radelt (dreh das Bild einfach um 180°).
Ich vermute, dass eine Etappe genau dann optimal ist, wenn der Wechselpunkt darin so gelegt wird, dass beide gleichzeitig ankommen, weil der Mittelwert dann nur geringfügig höher ist, aber die Abweichzeit quadratisch reinböllert: Im Schaubild oben schneidet die Ursprungsgerade durch den Schnittpunkt die zweite grüne Linie. Das ist die gemeinsame Ankunftszeit, wenn das Schaubild auf die volle Strecke skaliert wird. Sie liegt ein klein wenig hinter der Mitte zwischen den beiden oberen Ankunftspunkten, aber das ist nichts im Vergleich zum quadratischen Abstand zwischen jenen. Ich habe jetzt keine Lust, das für die gegebenen Werte genau durchzurechnen.
Ohne Ermüdung kann man das Schaubild beliebig skalieren. Ein einziger Wechsel reicht dann aus, und treppensteiger hat den optimalen Wechselpunkt bei ~36% der Gesamtstrecke berechnet. Aber natürlich kann man dieses Viereck auch verkleinern und mehrfach aneinanderhängen.
Je kleiner die Etappen sind, desto weniger Einfluss hat die Ermüdung. Aber unter 5 Minuten Fußmarsch klappt das nicht mehr. Vermutlich wird es darauf hinauslaufen, dass Olga in jeder Etappe genau 5 Minuten läuft (und dann ca. 3 Minuten radelt; Oleg wird dabei etwa 2 Minuten radeln und 6 Minuten laufen). Das ergibt sicher eine gute Näherung an das Optimum.
Ich sehe dabei nur einen Haken: Die Gesamtstrecke wird nicht exakt durch die minimal sinnvolle Etappenlänge teilbar sein. Ich nehme an, dass es am besten ist, erst mal die erste Etappe zu verkürzen, weil Olga da noch keine 5 Minuten Erholzeit braucht. Nur Oleg muss darin mindestens 5 Minuten wandern. Wenn das nicht reicht, wird es knifflig: Ich vermute, dass es dann am besten ist, eine Etappe zu streichen und die restlichen gleichmäßig zu vergrößern.
Irgendwann werden die Ermüdungsverluste von langen Etappen größer als eine einzelne abgeschnittene Etappe. Aber hier greife ich wieder auf die Antwort von Treppensteiger zurück: Die ganze Reise dauert knapp 300 Minuten, also etwa 40 minimale Etappen. Wenn man da eine Etappe weg lässt, werden die übrigen nur ein paar Sekunden länger.
Fazit:
- Berechne eine minimale Etappe, in der beide gleich lange brauchen und Olga genau 5 Minuten wandert. Das Radeln wird dabei wohl 2-3 Minuten dauern, was man mit 1 km/h Abzug wohl ganz gut annähern kann.
- Berechne die Anzahl n solcher Etappen für die Reise.
- Wenn n knapp unter einer ganzen Zahl liegt, verkürze die erste Etappe und schau, ob Oleg darin 5 Minuten lang läuft. Wenn ja, ist das vermutlich die beste Lösung.
- Plan B: Wenn 3 nicht zum Erfolg führt, runde n ab und strecke alle Etappen gleichmäßig.
Falls es am Sonntag wieder regnet, rechne ich das vielleicht mal selbst aus und hänge es als Kommentar an.