В чем смысл? В каких случаях используют многомерные массивы?

на практике редко используют массивы больше двухмерных
потому, что это менее удобно, чем другие способы абстракции
многомерные массивы используют когда пространство многомерно
примером может служить хранение на складе товаров, скажем пятимерная:
<склад>, <ряд>, <секция>, <полка>, <уровень>.
или пространство-время где к трёхмерному пространству добавляется время (t, x, y, z).
обычно это менее удобно, чем использование объектов.
скажем время и точка в трёхмерном прострастве - двухмерный массив.
в тесте речь идёт вовсе не о многомерных массивах, а о оптимизации разреженных массивов словарём.
чтобы отметить на графике точку (0, 2) не нужно хранить, что во всех остальных точках пусто.
достаточно хранить одну эту точку, и считать, что в остальных пусто.
Используются тогда, когда это удобно. Скажем, есть у тебя несколько видов продукции: шоколадки, конфеты, чай. Шоколадки бывают с начинкой и без. Без начинки бывают плитками и фигурные. Плитки бывают с фольгой и без. Фигурные бывают пустые внутри и залитые шоколадом.
А теперь опиши эту структуру без многомерного массива.
Чуть менее чем никогда. Мне за 15 лет работы более чем двумерный массив не понадобился ни разу.