Помогите решить Как правильно пишется: "мотылёк" или "мотелёк"?.

Нам нужно понять, с какой орфограммой мы имеем дело.
В имени существительном из вопроса 3 слога, ударный последний третий.
В безударных гласных первых 2-х слогов можно ошибиться.
Строго говоря, из-за первой гласной данное слово отнесено к словарным словам, так как проверочного слова для безударной о в корне слова нет.
Для безударной ы есть однокоренное слово, в котором на вторую гласную падает ударение - мотЫль. Поэтому писать следует мотылек, если речь идёт о бабочке небольшого размера.
В нашем языке есть ещё существительное мотель ( место, где останавливаются автомобилисты ). Если нужно образовать от него уменьшительную форму, будет скорее мотельчик.