kouya です。

array.c の value_at の実装をなんとなくみる限りでは、
Rangeオブジェクトが渡された場合にのみ、
範囲チェック関数rb_range_beg_lenを呼び出して、
begin が範囲外の場合はQnilを返し、次のセレクタの処理に移るといったように見えました。
ので、意図した動作(仕様?)なのだと思います。

 // argc は selector の数
    for (i=0; i<argc; i++) {
  // argv[i] は i番目のselector
        if (FIXNUM_P(argv[i])) {
            rb_ary_push(result, (*func)(obj, FIX2LONG(argv[i])));
   // selector がfixnum の場合は一つずつ要素を配列につっこむ。
            continue;
        }
        /* check if idx is Range */
        switch (rb_range_beg_len(argv[i], &beg, &len, olen, 0)) {
        // rb_range_beg_len は beginが範囲内にないと Qnil をかえす。たぶん。
          case Qfalse:
            break;
          case Qnil:
            continue;
          default:
            for (j=0; j<len; j++) {
                rb_ary_push(result, (*func)(obj, j+beg));
            }
            continue;
        }
  // continue するので、ここには到達しない。begin が範囲外の場合は無視されている。
        rb_ary_push(result, (*func)(obj, NUM2LONG(argv[i])));
    }


なお、ソースコードの使用例にもセレクターに二つ以上のRangeオブジェクトが指定できると書いてありました。

$ ruby-19-trunk  -ve 'p [1,2,3].values_at(-4..3, 1..2, 0..10)'
ruby 1.9.3dev (2010-11-07 trunk 29711) [x86_64-darwin10.4.3]
[2, 3, 1, 2, 3, nil]


ですので、説明を書くならば、
「セレクターにRange オブジェクトを渡した場合、begin が範囲外の場合はその範囲は無視されます。
end が範囲外ならば、nil が代入され、それ以降の範囲は無視します。」
といったかんじでしょうか。

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kouya