Abaixo emc++ programa,

include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;

int main()
{
     vector<int> numbers;

    numbers.push_back(2);
    numbers.push_back(10);
    numbers.push_back(5);
    numbers.push_back(3);
    numbers.push_back(7);

    numbers[3] = 8;
    numbers[5] = 11;

    for(int i=0; i<numbers.size(); ++i)
    {
            cout<<" "<<numbers[i];
    }
}    

veja emideone.

Aqui,numbers[3] está funcionando, masnumbers[5].
Parece que, vector :: operator [] não aumenta o tamanho do vetor como vetor :: push_back.
assim,é esta a única diferença entre estes dois ou algo mais está lá?