Два взвешивания.
Откладываем одну монету в сторону, остальные взвешиваем 50/50.
1) Если взвешивание покажет ровно - значит отложенная монета фальшивая. Остается взвесить фальшивую и любую настоящую монету.
2) Если взвешивание покажет, что одна из групп по 50 тяжелее - взвешиваем тяжелую группу 25/25.
Если взвешивание покажет ровно - значит в тяжелой группе нет фальшивой монеты -> фальшивая монета в легкой группе -> фальшивая монета легче настоящей.
Если взвешивание покажет, что одна из групп по 25 тяжелее - значит фальшивая монета в тяжелой группе -> фальшивая монета тяжелее настоящей.