0<x<1/π heisst ∞ > 1/x > π.
In der Nähe von x=0 oszilliert cos(1/x) "unendlich schnell".
Neben M könnten noch die Punkte { (0, k) | -1 ≤ k ≤ 1 } und { ( 1/π , cos(π) = -1) } wichtig werden.
Das ist natürlich keine Lösung und schon gar keine sorgfältige Begründung. Daher mal ein Kommentar.