Разбираемся:
В предложении «Я студент ... факультета» требуется существительное, которое указывает на принадлежность студента к определённому факультету. Наиболее логично использовать слово «факультет» с прилагательным в родительном падеже, чтобы показать принадлежность. Однако, в данном случае, нам нужно вставить прилагательное, которое согласуется со словом «факультет». Если бы предложение было «Я учусь на ... факультете», то подошло бы «б». Если бы было «Я студент ... », то подошло бы «а». В конструкции «Я студент ... факультета», наиболее вероятным является вариант, где «факультета» — это пояснение к «студент», то есть «Я студент (какого?) факультета». В этом случае, прилагательное должно быть в родительном падеже и согласуется со словом «факультет». Однако, такого варианта нет. Давайте рассмотрим предложение как «Я студент (какого?) факультета». Тогда нам нужно прилагательное, которое характеризует факультет. Если мы ставим «Я студент», то дальше должно идти название факультета. Чаще всего говорят «Я студент филологического факультета». Но тут «факультета» уже есть. Значит, мы должны вставить прилагательное, которое согласуется со словом «факультет».
Давайте переформулируем: «Я студент, который учится на ... факультете». Тогда подходит «б) филологическом».
Если же имеется в виду «Я студент (какой?) ... факультета», то мы должны выбрать прилагательное, которое стоит в родительном падеже и относится к слову «факультет». Но в таком случае, само слово «факультет» должно быть в именительном падеже. Например, «Я студент филологического факультета».
Рассмотрим самый распространённый вариант: «Я студент филологического факультета». Здесь «филологического» — прилагательное в родительном падеже. Но в предложении уже есть «факультета».
Наиболее вероятный вариант, который подразумевается в заданиях такого типа, это когда мы говорим о принадлежности: «Я студент (какого?) факультета». Тогда нам нужно прилагательное, которое описывает факультет. Если бы было «Я студент ... », то подошло бы «а». Но так как есть «факультета», то вероятно, имелось в виду: «Я студент (учусь на) ... факультете». В этом случае, правильным будет предложный падеж прилагательного.
Ответ: б) филологическом