今回のベストアンサーは>>755さんとさせてください。(ややこしい内容を一発理解でき、かつ独自案を出せたという事で)

CSSの仕様でわかったこと
①2つの画像は親要素サイズに応じた横幅を伸縮できる　（アスペクト比を保ったまま）
②2つの画像は小さい方の高さに合わせて伸縮できる
①と②は同時にはできない

あざっした