これ、質問の趣旨とは違いますが、３のforが正解だと思います。
仮にbyが正解だとするなら、by以降の名詞句を主語にしてis knownを能動態に戻すということが可能なはずです。つまり、
His range of more than 4 octaves knows a singer(=George). が意味をなしていなければなりませんが、これは意味をなしていませんよね。
（「４オクターブ以上の声域は歌手を知っていいる。」…？）

この問題の選択肢はknownの後に来る前置詞としてはどれも文法的に可能なものです。なので、意味的に正解を出すことになります。
his range of more than 4 octaves はknown であることの原因・理由となることがらなので、その用法を持っているforが最も適切ということになると思うのですが、どうでしょうか。
be famous for のforと同じ用法、といってもよいかと思います。