Você pode usar o Vim no modo Ex:
ex -s -c '3i|hello world' -c x file.txt
-
3
selecione a linha 3 -
i
inserir texto e nova linha -
x
escreve se foram feitas alterações (elas têm) e sai
Ou por correspondência de string:
ex -s -c '/hello/i|world' -c x file.txt