Это не только возможно, это просто. Для постоянных массивов:
#!/usr/bin/ruby1.8
x = "a"
case x
when 'a', 'b'
puts "do something" # => do something
when 'c'
puts "do else"
when 'd', 'e'
puts "do a 3rd thing"
end
Или, если массивы не постоянны:
#!/usr/bin/ruby1.8
ar = [["a","b"],["c"],["d","e"]]
x = 'd'
case x
when *ar[0]
puts "do something"
when *ar[1]
puts "do else"
when *ar[2]
puts "do a 3rd thing" # => do a 3rd thing
end