Монеты промаркируем, например З1, З2, С1, С2, М1, М2. Первым взвешиванием на одну чашку положим З1 и С1 а на другую З2 и М1.
Весы либо будут в равновесии, либо нет
Если весы в равновесии, то поскольку среди золотых ровно одна фальшивая, то и
среди С1 и М1 ровно одна фальшивая и ровно одна настоящая. И на каждой
чаше лежит одна настоящая и одна фальшивая. Тогда вторым
взвешиванием взвесим С2 и М2. Равновесие уже невозможно, поэтому мы определим, какая из монет легче. Пусть это М2, тогда М1, С2
и З2 настоящие. Если же это С2, то настоящие М2, С1 и З1.
А если одна чаша перевесила. Пусть тяжелее З1 и С1 (второй вариант разбирается
аналогично). Это значитт, что З1 точно настоящая, З2 – фальшивая. Для
пары С1;М1 возможны варианты НН, ФФ и НФ, варианта ФН быть не может.
Теперь вторым взвешиванием взвесим обе золотые монеты с парой С2 и М2.
Если весы окажутся в равновесии, то означает, что реализуется вариант НФ,
золотые перевесят, то обе монеты С2 и М2 фальшивые, если же
перевесит чаша с серебряной и медной монетой, то они обе настоящие.