Estou respondendo a minha própria pergunta depois de dois meses, me aproximei novamente do problema e encontrei uma solução.
xinput --list --short
gera dois drivers relacionados ao touchpad:
Atmel Atmel maXTouch Digitizer id=11
e ETPS/2 Elantech Touchpad id=14
O único que muda ao conectar o monitor externo é o id=11
.
Mudar de volta seus parâmetros usando xinput set-prop 11 144 1 0 0 0 1 0 0 0 1
(144 é a matriz de Transformação de Coordenadas prop) não alterou o comportamento do cursor, então eu tentei hackear com o outro driver e consegui:
xinput set-prop 14 144 .5 0 0 0 .5 0 0 0 1
xinput set-prop 14 273 25
Dessa forma eu consegui incrementar a precisão do cursor quando movia lentamente (através da Matriz de Transformação de Coordenadas, prop 144) e manter uma alta aceleração ao mover meus dedos mais rapidamente no pad (Device Accel Velocity Scaling, prop 273).
Acho que esta informação também pode ser útil para outros proprietários de full-HD.