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Junte-se a dataframes de pandas com base em valores de coluna


Acho que você precisa de merge com o padrão inner join, mas não é necessário duplicar combinações de valores em ambas as colunas:
print (df2)
   item_id  document_id col1  col2  col3
0      337           10    s     4     7
1     1002           11    d     5     8
2     1003           11    f     7     0

df = pd.merge(df1, df2, on=['document_id','item_id'])
print (df)
   item_id  position  document_id col1  col2  col3
0      337         2           10    s     4     7
1     1002         2           11    d     5     8
2     1003         3           11    f     7     0

Mas se necessário position coluna na posição 3 :
df = pd.merge(df2, df1, on=['document_id','item_id'])
cols = df.columns.tolist()
df = df[cols[:2] + cols[-1:] + cols[2:-1]]
print (df)
   item_id  document_id  position col1  col2  col3
0      337           10         2    s     4     7
1     1002           11         2    d     5     8
2     1003           11         3    f     7     0