Решение

а)Докажем что ток в намагниченном до насыщения цилиндре возникает только на его внешней поверхности:
$$j=\Delta \times M$$ $$i=\hat{n}\times M$$ где $\hat{n}$ - вектор нормали к поверхности.
Т.к. проводник намагничен до насыщение ротор $M=0$ следовательно внутри тока нет. На торцах векторное произведение обращается в нуль, поэтому там тока тоже нет $\Rightarrow$ ток есть только на торцах и по правилу векторного произведения его линейная плотность равна $i=M$

б) Разница в индукции возникает как следствие разницы телесных углов под которыми видны поверхности с током. Аналогично пункту а токи возникают только на внешней поверхности и отсутствуют на торцах и внутри проводников. В случае бесконечного стерня телесный угол равен $\Omega = 4\pi$. В случае квадрата $\Omega' = \frac{8\pi}{3}$ следовательно индукция меньше в $n=1,5$ раза.

в)Телесный угол под которым видна внешняя поверхность по которой течет ток равен $$\Omega = 4\pi - 2\cdot2\pi (1-cos\alpha)=4\pi cos\alpha$$ где $cos\alpha = \frac{1}{\sqrt{4\frac{r^2}{l^2}+1}}$
Следовательно:
$$B = \frac{\mu_0M}{\sqrt{1+4\frac{r^2}{l^2}}}$$
$r/l \to 0$:
$$B \to \mu_0 M$$
$l/r \to 0$:
$$B \to \frac{\mu_0 Ml}{2r}$$
г)Представим поле прошлого цилиндра как суперпозицию полей тонкого цилиндра в центре и остальной части. $$\hat{B}_{тонкого}+\hat{B}_{ост}=\hat{B}_{цел}$$
$$\hat{B}_{ост} = -(\hat{B}_{тонкого}-\hat{B}_{цел})$$
$$B = \mu_0 M(1-\frac{1}{\sqrt{1+4\frac{r^2}{l^2}}})$$
$r/l \to 0$:
$$B \to \frac{2\mu_0 Mr^2}{l^2}$$
$l/r \to 0$:
$$B \to \mu_0 M$$