Кладем на каждую чашу весов по 2 монеты.
Если весы в равновесии, то фальшивой является пятая монета, не попавшая на весы. Т.е. задача решена.
Если равновесия на весах нет, то берем 2 монеты, которые перевесили, т.е. они тяжелее. Кладем на весы по одной монете на каждую чашу. Фальшивой является та, что перевесит.