Вот два коротких метода, использующих ix_
A = sum(np.ix_([40, 0], [10, 20, 30]))
pd.DataFrame(sum(np.ix_(*A)), *A)
# 10 20 30
# 50 60 70 80
# 60 70 80 90
# 70 80 90 100
или c_
A2, A1 = np.c_[[40, 0]] + [10, 20, 30]
pd.DataFrame(np.c_[A2] + A1, A2, A1)
# 10 20 30
# 50 60 70 80
# 60 70 80 90
# 70 80 90 100