Обзовем монетки a,b,c,d
первый вопрос: сравниваем ab и cd , выясняем, где тяжелая кучка и легкая (для определенности, ab-легкая, cd-тяжелая)
второй вопрос: сравниваем ac и bd, выясняем то же самое(опять же ac-легкая, bd - тяжелая)
пересечение наиболее легких и наиболее тяжелых кучек даст две особенных монетки(a-легкая, d-тяжелая)
Третий вопрос: сравниваем ad и bc, если ad легче, то фальшивая монетка - a, если тяжелее, то d