設問１（３）（４）において、
ＦＷ正からＷＥＢサーバへの通信においてはＬＢ正で送信元ＩＰアドレスが変換されず、
送信元ＩＰアドレスがＰＣのままなのに対し、
ＷＥＢサーバから業務サーバへの通信においてはＬＢで送信元ＩＰアドレスが変換されて
送信元ＩＰアドレスがＬＢ正となるのはなぜなのでしょうか？

また、ＷＥＢサーバと業務サーバは同一セグメントなのにデフォルトゲートウェイである
ＬＢに送られるというところもよく分からないのですが。

宛先と送信元が次のようになっていると思いました。

①→（⑧は、宛先と送信元が逆）
宛先    LB(Web仮想IP）
送信元  PC
②→⑦
宛先    Web実IP
送信元  PC
③→⑥
宛先    LB(業務仮想IP)
送信元  Web実IP
④→⑤
宛先    業務実IP
送信元  LB(Web仮想IP)

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">ＷＥＢサーバから業務サーバへの通信においてはＬＢで送信元ＩＰアドレスが変換されて送信元ＩＰアドレスがＬＢ正となるのはなぜなのでしょうか？"

業務サーバからのWEBサーバへの戻りの送信元をLBにするためです。
LBでの送信元IPアドレスの書き換わりが発生しなければ、業務サーバからWEBサーバへの戻りの送信元が業務サーバになります。その場合、WEBサーバからの業務サーバへの通信の宛先と異なるため、通信が成立しなくなります。

この点については、平成21年度午後Ⅰ問3  問題文下線③前後が参考になると思います。

>また、ＷＥＢサーバと業務サーバは同一セグメントなのにデフォルトゲートウェイである
ＬＢに送られるというところもよく分からないのですが。 

LBを通し業務サーバ1と業務サーバ2に振り分けするためです。
LBのヘルスチェック機能で業務サーバでの負荷分散、片側の業務サーバ障害時に正常な業務サーバに自動的に切り替えることができます。

ありがとうございました。
やっと理解できました。