角度を直接取り扱う方法があります。
ある直線y=kx+cについて
この直線とx軸のなす角をtとすると、
tan(t)=k
が成立します。
問題文の二つの直線の内傾きが小さい方とx軸がなす角をt1,大きい方とx軸がなす角をt2
求める直線とx軸のなす角をt3とすると、
直線の傾きから、tan(t1), tan(t2)がわかるので、
幾何学関係
t3=t1+(t2-t1)/2
を用いれば、三角関数の関係式を用いて
tan(t3)が計算でき、求める直線の傾きを得ることができます。
後は共有点を通るということから切片を出せば直線が求まります。
上記の計算は半角公式などを多量に用いる必要があり面倒なので、
tan(t3)=mとして、
tan(t2-t3)=tan(t1-t3)
を解いた方が楽かもしれません。
いずれにしても計算が大変だと思いますが、
感覚的に導出しやすい式だと思いますので、
良ければTryしてみてください。