Количество пар городов, которые можно соединить дорогой, равно количеству сочетаний из 10 по 2: $$C^{2}_{10} = \frac{10!}{2!(10-2)!} = \frac{10!}{2!8!} = \frac{10 \cdot 9}{2 \cdot 1} = 45$$.
Если между городами есть автодорога, то железная дорога не строится. Так как 21 автодорога, то количество железных дорог равно 45 - 21 = 24.
Ответ: 24