Você pode preencher o arquivo com algumas linhas em branco para garantir que haja pelo menos quatro linhas:
{ cat file; echo; echo; echo; } | sed -e '4i pattern'
Se você deseja aparar as linhas em branco à direita, você pode canalizar isso para:
| sed -n 'H; ${g; s/^\n//; s/\n\+$//; p}'
ou
| tac | awk '/./{p=1}p' | tac
Ou adicionando apenas o número mínimo de linhas em branco:
{ cat file; for ((i=$(wc -l <file); i<3; i++)); do echo; done; } | sed '3a pattern'
Observe que o programa sed foi alterado para acrescentar após a linha 3, em vez de inserir antes da linha 4.