shurshur

Самое простое - обернуть в \begin{samepage} ... \end{samepage}. Это может помочь.

Но это, строго говоря, не гарантирует неразрыв всего блока, а лишь делает "высокий штраф" на разрыв внутри него.

Можно также вручную напихать внутрь блока \nopagebreak между всеми абзацами или использовать хуки (в достаточно новом LaTeX) как в этом ответе.

Многие приложения ещё лет 20 назад решали такое через внешний вызов tex, например, mediawiki и moodle.

Покопался в интернетах, в основном все используют jsmath/mathjax/katex для того чтобы получить html-версию формулы. Также есть проекты, которые генерят pdf, в том числе с помощью нативного js-кода на базе трансляции web в js (texlive.js, latex.js). Сделал ли кто-то аналогичное для получения только картинок - я не нашёл, но может недостаточно глубоко искал.

В этом видео предлагается делать screenshot формулы, отрендеренной mathjax. Такое себе...

Возможно, имеет смысл зайти через MathML, если что-то умеет его рендерить и если есть конвертеры \TeX-а в MathML.

Что интересно, решения для питона гуглятся сразу - например, sympy умеет \TeX-формулы.

Материала для экспериментов и возможно дальнейшего поиска уже набралось. А вообще, \TeX{} не очень предназначен для встраивания~--- он всегда был "вещью в себе" для создания полноценных документов с его помощью.

В чём глубокий смысл использовать тут center? Формула и так по умолчанию будет центрирована, а убирание center решает проблему.

Верстать \TeX-документ на низкоуровневых \box'ах это особое искусство, и не всё там будет просто... Что-то типа такого:

\small{
     \vbox{
          \hfill
          \vbox{
               \hbox to 6cm{Научный руководитель:\ \hrulefill}
               \hbox to 6cm{\strut\hrulefill}
               {\tiny\it\hbox to 6cm{\hfill(имя)\hfill}}
               \hbox{Студент группы ...}
          }
     }
}

Сюда бы ещё \vtop to 0cm{...\vfill}, чтобы подписи не раздвигали строки, но что-то сходу не получилось, позабыл я уже как все эти шаманства делаются...