взвешиваем 5 и 5 - на одну чашу кладём новую монету.
в случае неравенства обозначим монеты на той чаше где не было новой a1,...,a5 старые монеты на второй чаше (там где новая) b1,...,b4.
пусть например монеты a при первом взвешивании были тяжелее.
сравниваем a1+a2+b1 и a3+a4+b2.
если a1+a2+b1>a3+a4+b2 то фальшивая среди a1,a2,b2.
если a1+a2+b1<a3+a4+b2 то фальшивая среди b1,a3,a4.
если равенство то среди a5,b3,b4.
третьим взвешиванием сравниваем вес монет a1,a2 или a3,a4 или b3,b4.
в случае первого равенства сравниваем три из пяти оставшихся с тремя нормальными.