4) étant un réel fixé, si par une transformation , on a :
pour tout couple de points : ,
alors est une rotation d'angle .
Ce peut être une similitude directe d'angle mais de rapport .
Par exemple la similitude directe d'écriture , composée de la rotation de centre et d'angle et de l'homothétie de centre et de rapport , vérifie cette propriété.
En effet soient et deux points quelconques, et leurs images par et et les images de et par . On a :
et
, et (puisque le rapport d'homothétie est positif).
Donc .