`document.getElementsByTagName('ul')[2]` によって得られるのは **`Element` ノード**です。`Element` ノードは **`ParentNode` ミックスインを実装している**ため、当該 `getElementsByTagName` メソッドの返り値に直接 `querySelector` メソッドを用いることが出来ます。

<!-- begin snippet: js hide: false console: true babel: false -->

<!-- language: lang-js -->

    var lastChild = document.getElementsByTagName('ul')[2].querySelector(":last-child").textContent;

    console.log(lastChild);

<!-- language: lang-html -->

    <ul>
      <li>1</li>
      <li>2</li>
      <li>3</li>
      <li>4</li>
      <li>5</li>
    </ul>
    <ul>
      <li>6</li>
      <li>7</li>
    </ul>
    <ul>
      <li>8</li>
      <li>9</li>
      <li>10</li>
    </ul>

<!-- end snippet -->