¿Pueden la división y la matriz funcionar juntas?

¿Pueden la división y la matriz funcionar juntas?

Tengo el siguiente problema. Necesito una ecuación que contenga matrices y que debería estar en líneas diferentes porque es demasiado larga para una línea.

Este es el código:

\begin{equation}
\begin{split}
-\frac{r_{uv}^\perp\left(r_{uv}^\perp\right)^T}{||p_v-p_u||}T(\Psi_u)^T=\\
&
\frac{\left[
\begin{array}{cc}
r_{uv_y}^2 & -r_{uv_x}r_{uv_y}\\
-r_{uv_x}r_{uv_y} & r_{uv_x}^2
\end{array}
\right]}{||p_v-p_u||}
\left[
\begin{array}{cc}
\cos(\Psi_u) & \sin(\Psi_u)\\
-\sin(\Psi_u)  &  \cos(\Psi_u) 
\end{array}
\right]
= 
&
\begin{array}{cc}
-r_{uv_y}^2c_{\Psi_u}-r_{uv_x}r_{uv_y}s_{\Psi_u} & r_{uv_y}^2s_{\Psi_u}+r_{uv_x}r_{uv_y}c_{\Psi_u}\\
r_{uv_x}r_{uv_y}c_{\Psi_u}+r_{uv_x}^2s_{\Psi_u} & r_{uv_x}r_{uv_y}s_{\Psi_u}-r_{uv_x}^2c_{\Psi_u}
\end{array}
\end{split}
\end{equation}

El error que me sale es el siguiente:

! Extra alignment tab has been changed to \cr.
<template> }$\hfill \endtemplate
l.753 \end{split}
You have given more \span or & marks than there were
in the preamble to the \halign or \valign now in progress.
So I'll assume that you meant to type \cr instead.

Creo que el error proviene de que para la matriz necesito un \\carácter y dentro de un \splitentorno no puede funcionar.

¿Me puede ayudar con esto? Muchas gracias.

EDITAR:

Mi solución codificada por ahora es la siguiente. Pero sé que no es lo mejor. Creé una ecuación* ( \begin{equation*}) que no tiene número de referencia y otra con el número de referencia ( \begin{equation}).

\begin{equation*}
-\frac{r_{uv}^\perp\left(r_{uv}^\perp\right)^T}{||p_v-p_u||}T(\Psi_u)^T=
\frac{\left[
\begin{array}{cc}
r_{uv_y}^2 & -r_{uv_x}r_{uv_y}\\
-r_{uv_x}r_{uv_y} & r_{uv_x}^2
\end{array}
\right]}{||p_v-p_u||}
\left[
\begin{array}{cc}
\cos(\Psi_u) & \sin(\Psi_u)\\
-\sin(\Psi_u)  &  \cos(\Psi_u) 
\end{array}
\right]
= 
\end{equation*}
\begin{equation}
\left[
\begin{array}{cc}
-r_{uv_y}^2c_{\Psi_u}-r_{uv_x}r_{uv_y}s_{\Psi_u} & r_{uv_y}^2s_{\Psi_u}+r_{uv_x}r_{uv_y}c_{\Psi_u}\\
r_{uv_x}r_{uv_y}c_{\Psi_u}+r_{uv_x}^2s_{\Psi_u} & r_{uv_x}r_{uv_y}s_{\Psi_u}-r_{uv_x}^2c_{\Psi_u}
\end{array}
\right]
\end{equation}

Respuesta1

(Le faltan varias \\directivas (doble barra invertida), al final de cada arrayentorno, así como entre las filas 2 y 3 de la ecuación de varias líneas. Una vez que se solucione, encontrará que splitlos arrayentornos son totalmente compatibles entre sí. .)

Te sugiero que utilices bmatrix("matriz con cuadradobrackets") en lugar de entornos "simples" array. El resultado tipográfico tendrá un aspecto mucho más compacto, lo cual probablemente sea algo que desee.

El amsmathpaquete proporciona la macro \lVerty \rVert; Úselos, en lugar de ||. En el código de ejemplo siguiente, configuro una macro llamada \normque utiliza \lVerty \rVert.

ingrese la descripción de la imagen aquí

\documentclass{article}
\usepackage{mathtools} % loads 'amsmath' automatically
\DeclarePairedDelimiter{\norm}{\lVert}{\rVert}
\begin{document}
\begin{equation}
\begin{split}
&{-}\frac{r_{uv}^\perp(r_{uv}^\perp)^T}{\norm{p_v-p_u}}\,T(\Psi_u)^T\\
&\qquad=
\frac{\begin{bmatrix}
r_{uv_y}^2 & -r_{uv_x}r_{uv_y}\\
-r_{uv_x}r_{uv_y} & r_{uv_x}^2
\end{bmatrix}}{\norm{p_v-p_u}}
\begin{bmatrix*}[r]
\cos(\Psi_u) & \sin(\Psi_u)\\
-\sin(\Psi_u)  &  \cos(\Psi_u)\\
\end{bmatrix*} \\
&\qquad=
\begin{bmatrix}
-r_{uv_y}^2c_{\Psi_u}-r_{uv_x}r_{uv_y}s_{\Psi_u} & r_{uv_y}^2s_{\Psi_u}+r_{uv_x}r_{uv_y}c_{\Psi_u}\\
r_{uv_x}r_{uv_y}c_{\Psi_u}+r_{uv_x}^2s_{\Psi_u} & r_{uv_x}r_{uv_y}s_{\Psi_u}-r_{uv_x}^2c_{\Psi_u}
\end{bmatrix}
\end{split}
\end{equation}

\end{document}

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