Bem, resolvi esse problema da seguinte maneira:
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Navegue para
System Settings > Displays
novamente e selecione uma das exibições externas. -
Desative essa exibição e clique em
Apply
. Neste ponto, você deve ter apenas 1 monitor externo ativo. -
Selecione a exibição ativa na GUI de configurações e altere sua resolução para a configuração preferida. Deve aplicar com sucesso.
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Reabilite o outro monitor, e você pode descobrir (como eu) que ele assumiu automaticamente a mesma configuração de resolução que o seu primeiro monitor externo.
Nunca consegui obter uma resposta clara sobre o que estava causando esse problema do ponto de vista técnico, mas consegui encontrar uma solução que imaginei que deveria ser documentada.