Basándome en https://stackoverflow.com/questions/11759503/extracting-off-diagonal-slice-of-large-matrix/11759744#11759744 propongo esta metodología que funciona para matrices cuadradas.
Primero se crea una matriz auxiliar con las dimensiones deseadas
# dimension
n <- 10
# creamos matriz auxiliar con valores cualesquiera
auxiliar <- matrix(0, ncol = n, nrow=n)
A continuación, se restan la matriz que indica el numero de fila y la matriz que indica el número de columna.
Ambas matrices se generan a partir de la matriz auxiliar. Al restar se obtiene una matriz en la que hay valor -1 por encima de la diagonal y 1 por debajo.
# restamos las matrices fila y columna obtenidas de la auxiliar
A<- row(auxiliar) - col(auxiliar)
# Ahora tenemos valor -1 por encima de la diagonal y valor 1 por debajo
> A
[,1] [,2] [,3] [,4] [,5] [,6] [,7] [,8] [,9] [,10]
[1,] 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9
[2,] 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8
[3,] 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7
[4,] 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6
[5,] 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5
[6,] 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4
[7,] 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3
[8,] 7 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2
[9,] 8 7 6 5 4 3 2 1 0 -1
[10,] 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
Por último, basta con sustituir valores:
# sustituimos valores
A[A>1]<-0
A[A<(-1)]<-0
# valor por debajo de la diagonal
A[A==1]<-3
# valor por encima de la diagonal
A[A==(-1)]<-4
# por último ponemos diagonal igual a 1
diag(A)<-1
> A
[,1] [,2] [,3] [,4] [,5] [,6] [,7] [,8] [,9] [,10]
[1,] 1 4 0 0 0 0 0 0 0 0
[2,] 3 1 4 0 0 0 0 0 0 0
[3,] 0 3 1 4 0 0 0 0 0 0
[4,] 0 0 3 1 4 0 0 0 0 0
[5,] 0 0 0 3 1 4 0 0 0 0
[6,] 0 0 0 0 3 1 4 0 0 0
[7,] 0 0 0 0 0 3 1 4 0 0
[8,] 0 0 0 0 0 0 3 1 4 0
[9,] 0 0 0 0 0 0 0 3 1 4
[10,] 0 0 0 0 0 0 0 0 3 1