Hola Daniel,
1) Deberías utilizar la matriz grande si es que vas a utilizar ese w para resolver ESA matriz en el punto D.
Diferentes matrices representan diferentes sistemas. Y el w óptimo es para una sistema dado.
Sin embargo, a los fines prácticos nos interesa que tengan la experiencia de hallar el w óptimo en forma experimental, por lo que si lo hacen con la matriz de 20x20 y está bien explicado y obtenido, es válido también.
2) No es necesario que escribas los 18k valores de cada vector en el informe. Pensá una manera de presentar esos resultados de manera legible. Definitivamente no vamos a leer los 36 mil valores, uno por uno, para ver si están bien.
3) No tenés que programar nada. Es mas una tarea de investigar cuanta memoria ocupa el tipo de dato que estas utilizando (float, double, integer, etc.) y estimar el tamaño de memoria necesario para simple y doble precisión según utilices un armado inteligente de la matriz o bien un armado completo de la matriz. Comparar esos resultados.
Saludos,