Малышу 3 года. Нужно ли ему брать билет на поезд?

По желанию пассажира на ребенка можно также приобрести детский билет на поезд с местом. Стоимость такого проездного документа будет рассчитываться по "детскому" тарифу
а так оформить бесплатный билет без места

Да, билет будет бесплатный

Приказ МПС РФ № 30 от 26 июля 2002 года
Об утверждении правил перевозок пассажиров, багажа и грузобагажа на федеральном железнодорожном транспорте.

Условия проезда детей

Для провоза детей от 5 до 10 лет должен приобретаться детский билет. При пассажире может ехать бесплатно один ребенок в возрасте не старше 5 лет, если он не занимает отдельного места.
Для занятия отдельного места ребенку до 5 лет приобретается детский проездной документ.
При следовании с пассажиром более одного ребенка до 5 лет, а также на каждого ребенка от 5 до 10 лет приобретается детский проездной документ.
Для детей старше 10 лет приобретается полный проездной документ.
Дети в возрасте до 10 лет без сопровождения взрослых к поезду не допускаются, за исключением учащихся, пользующихся железнодорожным транспортом для посещения школы.
Дети от 10 до 14 лет могут оформить школьный проездной документ (с 1 октября по 15 мая) без предъявления справки из школы, при этом кассир обязан предупредить о том, что эту справку необходимо предъявить проводнику при посадке.
Дети от 14 лет для оформления проездного документа со скидкой для школьников обязаны представить кассиру справку из школы, а также предъявить ее проводнику при посадке в поезд. К школьникам приравниваются учащиеся суворовских, нахимовских училищ и кадетских корпусов.

конечно нужно наверно билет будет бесплатный

А почему нет?