سلام
در حالت عادی، لیتک عبارتهای ریاضی چندخطی رو در انتهای صفحه نمیشکنه. میتونیم با دستور \allowdisplaybreaks بگیم که بشکنه (البته فقط برخی محیطهای ریاضی رو میتونه بشکنه که align* هم جزو همین محیطهاست). بهتره این دستور رو بذارید قبل از \begin{document} تا بهصورت سراسری روی فایلتون اثر بذاره و یکدستی رعایت بشه.
محیطهایی که حتی با اون دستور هم نمیشکنن:

split
aligned
gathered
alignedat