呵呵，楼主真是一个有心者呀！我想你其实对汉语拼音的研究比多数人要深得多吧。我在这里试猜测一下你的问题的答案，别见笑：
1、o在汉语拼音中本来是不能单独存在的，只有与u一起构成uo才能与声母拼。汉语拼音声母bpmf dtnl的呼读音为：bo po mo fo； de te ne le……拼音bo po等和它的呼读音一致，所以就写成呼读音的样子，而拼音duo tuo中声母的呼读音分别为de te，所以写成其完整形式duo tuo。
2、o并非一定要加声母w的，o没有声母时是可以单独成为音节的：如哦ò
3、i、ü写成yi、yu可使拼形看起来更完整(有声母也有韵母)，ɑ、o、e前不加声母是因为没有合适的声母可加，要不我想方案设计者也会加上吧。
我个人认为汉语拼音方案其实设计得很失败，有很多不合理的地方，现在有很多人设计的新方案都要更合理更好用：比如楼主可能就认为yi、yu直接写成i、ü要方便得多。
拼音方案是得改一改的时候了，最近人大也有这方面的提案，希望能早日改得更好用更科学。