Buenos días Luis!
Si hablamos de switches, ese comando no debería configurarse cuando tienes habilitado el enrutamiento. Si tú configuras enrutamiento inter VLAN con SVIS, efectivamente ese comando ya no debería estar presente ya que el switch dispone de tablas de enrutamiento y seguramente tendrás una ruta por defecto. Sin embargo cuando utilizas Router on a stick podrías no tener activado enrutamiento en el switch porque la comunicación con el router se hace generalmente a nivel de capa 2 y no a nivel de capa 3. Podrías tener una topología Router on a stick y el switch podría tener el comando ip default-gateway para comunicarse con dispositivos de otras redes lógicas (este comando no tiene influencia en los dispositivos finales conectados al switch, ellos tendrán su propio gateway). Generalmente el comando ip default-gateway es utilizado en switches de capa 2 que no tienen capacidad de enrutar paquetes.
Respecto a tu segunda consulta, ten en cuenta que en la topología se mostraba que el enlace entre el router 3 y el switch2 era un enlace de capa 3 y no un enlace de capa 2 como lo configuraste. Lo que hiciste si bien NO está mal y funcionara la comunicación, el detalle es que al configurar un enlace troncal entre el router y el switch, estarás alargando tu dominio de capa 2, por ende los mensajes broadcast de todos los dispositivos finales llegaran hasta el router y este gastara recursos de procesamiento de manera innecesaria ya que el switch 2 es el gateway de los dispositivos finales.
Espero haya quedado claro, de no ser así coméntanos tus dudas.
Atentos a cualquier otro comentario.
Saludos!